物理机械效率

第十讲机械效率知识点一：三种功1．有用功：人们需要做的功。

用________表示。

2．额外功（又叫_________）：在工作时，额外负担又不得不做的功。

用________表示。

3．总功：_____________与_____________之和。

注意：滑轮或滑轮组中三种功的确认技巧：a．有用功是动滑轮对物体做的功。

提起物体时，W有=________；水平匀速拉动物体时W有=________。

b．额外功是克服动滑轮的重力及克服摩擦做的功。

不计摩擦时，W额=_____________。

c．总功就是作用在绳子末端的拉力所做的功，W总=_________。

竖直方向，若不计绳重和摩擦，则W总=________=________。

知识点二：机械效率1．定义：_____________与_____________之比。

2．符号：______。

3．计算公式：____________________；注意：①机械效率是相同物理量之比，因此没有单位。

②由于机械本身都受到重力作用，机件间又存在摩擦，所以不可避免地要做额外功，因此有用功总小于总功，机械效率总小于1。

③机械效率是反映机械性能的物理量，机械效率的高低由有用功和总功共同决定，既跟被拉动的物体有关，也和机械本身结构有关，与功率的大小和做功的多少无关。

4．怎样提高机械效率？有用功一定时，可减小___________。

如减轻___________、减小___________等。

无用功一定时，可增大___________。

如增大__________________的重力。

知识点三：滑轮组中的机械效率1．竖直方向的机械效率（1）沿竖直方向提升空气中物体的滑轮组有用功：_____________总用功：_____________额外功：_____________（不计摩擦）机械效率：_____________在不考虑摩擦和绳重时：（2）沿竖直方向提升水中的物体（不计水的阻力）的滑轮组2．水平方向的机械效率有用功：_____________总用功：_____________机械效率：_____________=_____________3．斜面的机械效率有用功：_____________总用功：_____________额外功：_____________机械效率：_____________=_____________理想斜面中，若不计摩擦力，W额=0J，η=________；则W有=W总，即_____________考点一：三种功和机械效率例1．小红用铁桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的铁桶打捞上来。

效率计算公式物理热机
机械功率计算公式为η=w有/w总×%。

把有用功和总功的比值叫做机械效率。

用符号η表示。

主要内容包括滑轮组,斜面效率，杠杆转动，常见效率，增大效率。

机械效率的意义：
(1)机械效率就是充分反映机械性能的好坏的关键标志之一。

总功等同于有用功与额外功之和，因而有用功只占到总功的一部分。

似乎，有用功所占到比例越大，机械对总功的利用率就越高，机械的性能就越好。

物理中，用机械效率去则表示机械对总功得了利用率。

(2)在计算机械效率时，注意物理量名称所表示的意义。

总功：即动力对机械所做的功，称之为动力功，也叫输入功。

理想机械：w总=w有用，w输入=w输出，w动=w阻。

实际机械：w总=w有用+w额外，w输入=w输出+w额外，w动=w有用阻力+w无用阻力。

第十二章第三讲滑轮组、机械效率基础过关一、滑轮组:1.定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

2.特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向3.理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1/ n G 。

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= 1/ n (G物+G动) 绳子自由端移动距离S F(或v F)=n倍的重物移动的距离S G(或v G)4.组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。

然后根据“奇动偶定”的原则。

结合题目的具体要求组装滑轮。

例1.如图所示，用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈，一小朋友用力一拉，两位大力士竟撞在一起了．这幅漫画说明了．例2.用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时,人手实际需提供的拉力应该( )A．小于200N B．等于200NC．大于200N D．大于300N例3.如图所示，每个钩码的质量是50g，滑块A在钩码的作用下恰能沿水平面匀速滑动，那么滑块A受到的摩擦力是 ( )A．2．94 N B．1．96 N C．0．98 N D．0．49 N二、机械效率：1.有用功：定义：对人们有用的功。

公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总2.额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）3.总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用＋W额=FS= W有用／η4.机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。

②公式：③ 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。

通常用 百分数 表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。

④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

例4.两个完全相同的滑轮，其重力均为10牛。

分别用如图所示的两种方式，将重40牛的物体匀速提升0.5米。

则下列判断正确的是（不汁绳与滑轮的摩擦） ( ) A 、力F 1和F 2大小相等 B 、两机械做的有用功相等C 、两绳子自由端移动的距离相等D 、两装置的机械效率相等例5.计算题工人利用图所示的滑轮组将重400N 的物体向上匀速提起2m ，。

一、杠杆1．杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。

在力的作用下能绕固定点转动，这是杠杆的特点。

杠杆有直的也有弯的。

2．杠杆的五要素（1）支点：杠杆(撬棒）绕着转动的点，用字母O标出。

（2）动力：使杠杆转动的力。

画力的示意图时，用字母F1标出。

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。

画力的示意图时，用字母F2标出。

注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定相反。

（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。

用字母L1标出。

（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

用字母L2标出。

二、杠杆平衡条件1．动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。

2．杠杆的平衡条件实验（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂L1和L2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有图乙方便。

由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。

（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。

因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。

3．杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”。

而杠杆静止不动的平衡则属于“静平衡”。

利用杠杆的平衡条件来分析有关问题，一般按照以下步骤：（1）确定杠杆的支点的位置；（2）分清杠杆受到动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地做出力的示意图；（3）确定每个力的力臂；（4）根据杠杆的平衡条件列出关系式并分析求解。

三、杠杆的分类及应用杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆L 1>L 2 F 1<F 2 (动力<阻力） 省力费距离撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车等 费力杠杆L 1<L 2 F 1>F 2 (动力>阻力） 费力省距离起重机的前臂、理发剪刀、钓鱼竿等等臂杠杆L 1=L 2 F 1=F 2 (动力=阻力）既不省力也不费力 天平、定滑轮等四、定滑轮和动滑轮 1．定滑轮（1）定义：中间的轴固定不动的滑轮。

第十章第五节机械效率教案进行新课如图所示，把重为G的物体用动滑轮提高一段距离。

1.有用功：提升重物G是目的，有利用价值，是有用功。

2.额外功：要提升G，同时必须将本滑轮也提升。

这时要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。

本功无利用价值而又不得不做，是额外功。

3.总功：要实现目的，完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功，是总功。

三种功1．有用功（ W有）：对人们有用的功。

W有＝Gh－－提升物体2．额外功（W额）：人们不需要但又不得不做的功。

3 .总功（W总）：有用功与额外功的总和。

W总＝FS----- （运用机械时动力F所做的功）4 .三者关系： W总＝ W有＋ W额试分别计算以下几种情况的各种功提出问题：1.做的有用功相同，做的额外功相同吗？2.用哪种方法好？功：有用功是，额外是，总功是；如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是，额外功是，总功是。

认识有用功、额外功、总功及它们的关系。

一、人提沙子的功：1.对砂子做功2.对桶做功3.克服自重做功二、人拉滑轮做功（一）：1.对砂子做功2.对桶做功3.对动滑轮做功三、人拉滑轮做功（二）：1.对砂子做功2.对口袋做功3.对动滑轮做功各小组学生思考讨论实验次数拉力F/N弹簧测力计上升的距离s/m总功W总/J钩码重G/N钩码上升高h/m有用功W有/J机械效率η123分析数据得出结论：同一机械，提升的重物不同时，机械效率不同，提升的重物越重，机械效率越大。

通过实验，讨论如何提高滑轮组的机械效率。

（1）改进机械的结构，使其更合理、更轻巧（2）使用中，经常保养，定时润滑（3）在承受范围内，可以适当增大物重实验次数拉力F/N弹簧测力计上升的距离s/m总功W总/J钩码重G/N钩码上升高h/m有用功W有/J机械效率η123各小组根据实验数据进行分析，讨论得出结论。

板书设计第五节机械效率一、机械效率（1）三种功的概念：总功、额外功、有用功（2）机械效率：有用功和总功的比值叫做机械效率例题公式：η＝W有/W总×100%二、机械效率的可变性（1）同一个机械，提升的重物不同机械效率不同，重物越重，机械效率越大。

专题11机械效率的计算机械效率是初中物理力学中重要的知识点,是中考中必考的知识点之一。

机械效率知识综合性强,学生考试中普遍感觉较难,很多学生往往是机械的模仿,一味的套公式,不理解公式成立的条件,出错率偏高。

一、机械效率1、三功——有用功、额外功、总功2、机械效率（1）定义：物理学中,把有用功跟总功的比值叫做机械效率,用η表示。

（2）公式：100%W W η=⨯有用总（3）提高机械效率的方法：增大重物、减小机械间的摩擦、减小机械自重、改进结构等。

注意：机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总小于总功,故机械效率总小于1；机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关。

二、滑轮组机械效率的计算：（物体匀速运动）当滑轮组竖放使用时,克服物体重力做有用功,所以有用功是W 有用=Gh,总功W 总=Fs,额外功W 额=W 总－W 有=Fs －Gh,机械效率100%=100%W GhW Fsη=⨯⨯有用总（任何情况下都适用）； 如果不计绳重和摩擦,额外功W 额=G 动h,机械效率100%=100%W GhW Gh G hη=⨯⨯+有用总动=100%GG G ⨯+动（不考虑绳子和摩擦的情况下适用）。

当滑轮组横放使用时,克服摩擦力做有用功,所以有用功是W有用=fs 物,总功W 总=Fs 绳,额外功W 额=W 总－W 有=Fs 绳－fh,机械效率100%=100%W fsW Fs η=⨯⨯有用物绳总,此时与物体重力无关,绳端移动的距离与物体运动的距离的关系为s 绳=ns 物。

注意：（1）当用竖放滑轮组提水中物体时,克服的不再是物体的重力,而是G-F 浮,在计算机械效率时,只有将G 换成G-F 浮即可。

（2）由于物体和绳端同时运动,将s=nh 或s 绳=ns 物两边同时除以时间t,所以得v 绳=nv物。

尤其在计算拉力的功率选用P=Fv 计算时,一定要用v 绳,不要用v 物。

（3）滑轮组机械效率的高低与提升物体的重力、动滑轮的重力有关,与绳子股数、提升高度无关。

F 图20 1．用如图所示滑轮组将一物体匀速提高2m ，已知拉力大小恒为60N ，方向总保持竖直向上，动滑轮的质量为3kg ，绳重和摩擦均不计。

求：（1）物体所受重力；（2）该滑轮组在此过程中的机械效率（保留1位小数）。

答案：（6分）解：（1）不计绳重及摩擦F 拉=1/n （G 物+G 动）G 物= n F 拉- G 动= n F 拉- m 动g=3×60N-3kg×10N/kg=150N 3分（2）η=W 有用/W 总= G 物h/（FS ）= G 物h/（Fnh ）×100%=150N×2m/（60N×3×2m ）×100%≈83.3% 3分2．装卸工人用如图20所示的滑轮组匀速提升重为1000N 的货物，所用的拉力F 为600N ，绳子自由端在50s 内被拉下2m ，在此过程中求：（1）拉力F 所做的功；（2）拉力F 功率；（3）滑轮组的机械效率。

答案：解：（1）W 总= FS = 600N ×2m = 1200J（2）P= W 总t = 1200J 50s= 24w （3）η=W 有W 总 = Gh W 总 = 1000N ×1m 1200J =83﹪ 3.电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青睐。

某型号电动自行车的主要技术参数如右表所示。

(1)若该车和人共重l400N,行驶时两轮胎与地的接触面积共为1.ox 10-zmz,那么车对地面的压强多大?（2）在某平直路段上,电动自行车以额定功率匀速行驶时,受到的平均阻力为40N 。

此时自行车的动力多大?若行驶速度为7m/s,则ls 内动力对自行车所做的功是多少?电动自行车的效率多大?⑶与内燃机摩托车相比,电动自行车在环保节能方面有许多优点,请写出其中的两条。

（所提问题指代不明）答案：4.在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200 N 的建筑材料从地面运到高20 m 的楼上，手竖直向上的拉力是500 N ，在这个过程中，工人做了 J 的额外功，滑轮组的机械效率是____。

机械效率知识集结知识元机械效率概念知识讲解机械效率1．有用功：定义：对人们有用的功。

公式：滑轮：W有用=Gh（提升重物）=W总-W额=ηW总斜面：W有用=Gh2．额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。

公式：W额=W总-W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=fL 3．总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用+W额=Fs=斜面：W总=fL+Gh=FL4．机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。

②公式：η=斜面：单个定滑轮：单个动滑轮：常规滑轮组：③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。

通常用百分数表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

机械效率的测量及影响因素①原理：②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。

③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。

⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

提升重物越重，做的有用功相对就多。

摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就越多。

绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

例题精讲机械效率概念例1.因为有用功总____〔填“大于、小于或等于”）总功，所以机械效率总小于1．提高机械效率的途径是减小____功，滑轮组的机械效率越高，说明额外功在总功中所占的比例____（填：“越大”或“越小”）例2.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法把不同的重物提起相同的高度（G甲>G乙），绳重摩擦忽略不计。

在物体匀速上升的过程中，甲图机械效率比乙___（选填“大”、“小”或“相等”），说明理由_________________________________________________________。

例3.如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体（G甲=G乙>G动）在相同时间内匀速提升相同的高度（不计摩擦），则所用拉力F甲____F乙，拉力做功的功率P甲____P乙，机械效率η甲____η乙．（选填“>”、“<”或“=”）例4.如图所示，用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度，物体重均为10N，滑轮重均为1N，不计绳重和摩擦，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，则F1___F2，η1___η2．（选填“>”、“<”或“=”）例5.如图所示，用同样的轻绳（不计绳重）和滑轮安装成甲、乙两种装置。

教案：沪科版物理八年级全一册 10.5《机械效率》一、教学内容1. 让学生了解机械效率的概念，理解机械效率的计算方法。

2. 通过实例分析，让学生掌握提高机械效率的方法。

3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的物理思维能力。

二、教学目标1. 让学生掌握机械效率的定义和计算方法，能够运用到实际问题中。

2. 通过实例分析，使学生理解提高机械效率的重要性，培养学生的节能意识。

3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的物理思维能力。

三、教学难点与重点1. 教学难点：机械效率的计算方法以及如何运用到实际问题中。

2. 教学重点：理解机械效率的概念，掌握提高机械效率的方法。

四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、实验器材（如滑轮组、钩码等）。

2. 学具：课本、练习册、笔记本。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过一个简单的实例，如使用滑轮组提升重物，让学生观察并思考：为什么使用滑轮组可以省力？滑轮组的效率是多少？2. 知识讲解：讲解机械效率的定义，即有用功与总功的比值。

介绍机械效率的计算方法，并强调机械效率的高低与机械做的有用功和总功有关。

3. 实例分析：分析生活中的一些实例，如汽车、电梯等，让学生理解提高机械效率的重要性，并培养学生节能意识。

4. 实验操作：安排学生进行实验，测量滑轮组的机械效率。

通过实验，让学生巩固机械效率的概念，并掌握提高机械效率的方法。

5. 随堂练习：设计一些练习题，让学生运用所学知识解决实际问题，巩固所学内容。

6. 课堂小结：六、板书设计1. 机械效率的定义：有用功与总功的比值。

2. 机械效率的计算方法：η = W有用 / W总。

3. 提高机械效率的方法：增加有用功，减少额外功。

七、作业设计1. 作业题目：a. 计算一个滑轮组的机械效率。

b. 分析生活中一个提高机械效率的实例。

2. 作业答案：a. 滑轮组的机械效率计算公式为η = W有用 / W总。

b. 实例分析：如汽车使用高效的燃油，可以提高汽车的机械效率。

机械效率（第一课时）执教人：唐佼佼【教材分析】《机械效率》是教科版八年级物理下册第十一章第四节的内容，同学们在了解了杠杆、滑轮等简单机械后，在学习了功和功率的基础上的进一步延伸，也可以说是对这些内容的综合分析和实际应用，体现了物理知识最终要服务于生产和生活的理念。

【学情分析】（教学重点,难点的确定）从学生方面来看，机械效率涉及“有用功”、“额外功”、“总功”等概念，而功的概念本身又比较抽象，因而要区分并理解这些概念对初中生来说，有一定难度。

要轻松自如地解决有关机械效率的问题，关键是真正弄清楚有关概念，并能正确加以区分，所以本节教学设计以及在实际教学中在有用功、额外功、总功的概念理解上花的时间较多。

【教学目标】1、知识与技能：①“有用功”、“额外功”、“总功”的概念。

②机械效率的概念及计算公式。

③机械效率的在实际生活生产中的意义。

2、过程与方法：①通过对四种不同做功方式的分析，提高学生观察和思考的能力。

②通过计算,认识机械效率与机械性能的关系。

培养学生猜想与假设的能力和分析解决实际问题的能力。

3、情感态度与价值观：培养学生对任何事情都要注意“效率”的科学态度【教学重点】对机械效率概念的理解。

【教学难点】学会区分“有用功”、“额外功”、“总功”，会分析影响各种做功过程中机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法【教学方法】教法：情景激学----互动探究---归纳----启发讲授，本节课中教师将采用演示法、启发引导等教学方法引导学生。

而学生作为本堂课的主体将采用观察思考、计算总结规律、自主获取知识等方式进行学习。

学法：认真观察---提出猜想---数据处理---交流总结【设计意图】1、对"有用功"、“额外功”、“总功”这个知识点的处理,主要充分调动学生的学习积极性,运用"讨论·探究·创造·反思"五位一体的教学模式,从提出问题——进行类比——交流讨论——总结归纳让学生自己得出结论,利于培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力.2、为了让学生的学习得到进一步的升华,在最后的创造活动中,让学生总结体会起重机在生活实际中的应用以及优化使用方法。

初三物理机械效率试题1.机械效率的定义是____________________________，公式：η= _____________________；利用机械做功时，因为总是要做额外功，所以总功_________有用功，机械效率总_______1。

（大于/小于/等于）【答案】有用功跟总功的比值；；大于；小于【解析】要解决此题，必须明白为什么机械效率总小于1．（1）机械效率是指有用功跟总功的比值，其公式为。

（2）只要使用机械，就必然会在机械上消耗一部分额外功，也就是说额外功总是存在的，所以有用功总是会小于总功，机械效率总是小于1．故答案为：有用功跟总功的比值；；大于；小于．【考点】机械效率；有用功和额外功．点评：本题是考查对机械效率概念的理解，学习时要把机械效率的概念和机械效率总是小于1结合来理解．2.某滑轮组的机械效率为80%表示的含义是___________________________________;此滑轮组工作时，所做有用功与总功的比值是____________.【答案】该滑轮组做功时有用功占总功的80%、80%【解析】机械效率的含义是指有用功占总功的百分比，所以滑轮组的机械效率为80%的含义有用功占总功的80%．故答案为：该滑轮组做功时有用功占总功的80%、80%．【考点】机械效率；滑轮（组）的机械效率．点评：此题考查了机械效率的定义，属于基础知识．3.一个重500N的物体，用拉力F=400N使它沿着长5m，高3m的斜面AB(如图)，由A拉上平台B，在这过程中拉力做的功是_______J，则此斜面的机械效率为_______;若在平台BC上用力使物体前进5m，这时重力做的功是________J。

【答案】2000J，75%，0【解析】本题中拉力的功由功的公式求出，而拉力的功转化为物体的重力势能和内能，由机械效率的定义可求出效率来，而重力做功W=mgh．=FL=400N×5m=2000J；在拉的过程中对物体做的有用功为：由功的公式得W总W=mgh=500N×3m=1500J，有故斜面的机械效率为：重力做功W=mgh，因高度为0，故重力做功为0故答案为：2000J，75%，0【考点】斜面的机械效率；功的计算．点评：斜面的机械效率为，另外还要记住重力做功和高度与物体的质量有关．4.用动力臂是阻力臂3倍的杠杆将600N的货物抬高30㎝，手向下压杠杆的力是250N，手下降的高度是____㎝，人做的总功是______，有用功是______，这根杠杆的机械效率是_____。