12.3机械效率
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F
G （一）有用功和额外功
1、演示实验
用弹簧测力计匀速拉动绳端，使重物G 升高。
从弹簧测
力计读出拉力F 的值，用刻度尺测出重物提升的高度h
和弹簧秤移动的距离s 。
“实验数据：G ＝5N ，h ＝0.5m ，F ＝3N ，s ＝1m 。
弹簧测力计的拉力（动力）对动滑轮做的功：W 动＝F ·S ＝3N ×1m ＝3J ， 提高重物，动滑轮克服阻力做的功：W 阻＝G ·h ＝5N ×0.5m ＝2.5J
2、可能的猜想：由实验可以看到W 动＞W 阻，这是为什么？
3、我来归纳：
①在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们
是有用的，是必须做的，这样的功叫做 。
②本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升0.5m 做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功
叫 。
使用任何机械做额外功是不可避免的。
③本实验中，有用功加额外功是总共做的功，叫 。
总功（W 总）：有用功与额外功的总和叫总功”
4、小试牛刀
（1）问：本实验中总功W 有用＝
（2）问：本实验中总功W 总＝
（3）问：本实验中做的额外功W 额外＝
需要提醒的是：在不同的场合、不同的目的情况下，同样情景下
有用功和额外功也可能是不同的，一定要结合具体情况具体分析，
不能死记硬背含义。
（二）机械效率 1、根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？ 2、我来归纳：机械效率— 叫机械效率” 有用功总小于总功，所以机械效率总小于 ，机械效率用百分数表示。
物理意义：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？ 3．提高机械效率
阅读课本提高机械效率一段，小结要点，指出采取减小额外
功是提高机械效率的有效方法。
4．滑轮组的机械效率。
（1）使用滑轮组竖直方向拉物体时的机械效率
使用滑轮组做的总功W 总=FS 绳； 有用功W 有用=Gh ；W 额外=W 总-W 有用 S 绳= nh 故滑轮组的机械效率为：η=W 有用/W 总=_______________________ （2）使用滑轮组水平方向匀速拉物体时的机械效率
总功W 总=FS 绳 有用功W 有用=F 拉S 物=f S 物 （F 拉=f f 为物体受到
的阻力） S 绳= n S 物 滑轮组的机械效率为: η=W 有用/W 总=______________________
注意：在实际计算中，机械效率通常被表示为一个百分数，没有单位；由于W 总_____W 有，所以W 有/W 总＜1，因此机械效率必然______100%．如果有人告诉你某机器:η大于1或大于100%，那肯
定是错误的。
机械效率是表示机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大，这个机械的性能就越好。
1．从深为5m 的井中直接将一桶水提出井口，已知桶重20N ，桶中水重80N ．若此人的目的是为了提水，则机械效率为 ，若此人的目的是为了捞桶，则机械效率为 ． 2．某人用机械做了8000J 的功，其中额外功是有用功的31，那么该机械做的有用功是 J ，机械效率是 ． 3．用一个动滑轮把重为200N 的货物匀速提高4m ，所用的拉力是125N ，则有用功是 J ，总功是 J ，这个动滑轮的机械效率为 ． 4．工人用一根杠杆提升一桶油，他用250N 向下的拉力拉过1.2m ，油桶上升30cm ，若杠杆的机械效率为90%，则油桶重为 N ． 5．用一个滑轮组在6s 内把84N 的重物匀速提升
4m 时，在绳的自由端所加拉力大小为40N
，自由端通过的距离为12m ．则此过程中，有用功为 J ，拉力做功的总功率为 W ，滑轮组的机械效率为 ． 6．如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋重为180N 的面粉，所用的拉力为100N ，则动滑轮的机械效率为 ．如果用此动滑轮匀速提起一袋质量为25kg 的大米，当拉绳子的速度为 m/s 时，拉力的功率为54W ．（绳重与摩擦不计） 1.关于机械效率的说法，正确的是( ) A.机械效率越高的机械做的有用功多
B.机械效率越高的机械越省力；
C.机械效率越高的机械越省功；
D.有用功占总功的比例越大的机械，机械效率越高. 2.用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分
是额外功?如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功? 3．起重机把质量为0.6 t 的重物提升了3 m ，而它的电动机所做
的功是3.4×104
J ，起重机的机械效率是多少？
4．如图3所示滑轮组，被提起的是质量200 g 的物体，对绳子自由端的实际拉力是1.5 N ，当物体升高0.2 m 时，求滑轮组的机械效率．
5.如图4所求，用一动滑轮拉一物体以0.5m/s 的速度在水平面上匀速运动，物体重为20N ，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F 为2.5N ，则在2s 内拉力做的功是 J ，滑轮的机械效率是 。
（不计滑轮重力）
6.下列说法中正确的是（ ）
A ．机械效率越高，机械做功一定越快
B ．做功越多的机械，机械效率一定越高
C ．功率越大的机械做的功一定越多
D ．做功越快的机械，功率一定越大
7．要提高某机械的机械效率，应该（ ）
A ．减小外力所移动的距离
B ．减小额外功占总功的百分比
C ．减小总功
D ．减小外力
8．如图2所示的装置，用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？
图2
图3
图4。
