《机械效率》简单机械PPT教学课件

第十九页，共三十一页。
使用弹簧测力计时首先 要做的是什么呢？
用弹簧测力计 测钩码的重力
第二十页，共三十一页。
你组装成的滑轮组！
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匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位 置处，从弹簧秤读出拉力F的数值
钩码上升的高度（h）
细绳自由端通
过的距离（s）
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实验步骤：
180N的物体匀速举高1m，绳重、摩
擦不计。
求:（1）W总=？
（2）W有用=？
F
(3) W额外=?
.
(4)η=?
G
(5) G动=?
第十五页，共三十一页。
练习2、小明用100N的力沿竖直方向将杠 杆的一端拉下2m，杠杆的另一端将320N 的重物提高了0.5m， (1)他做的有用功是多少？ (2)总功是多少？ (3)杠杆的机械效率是多少？
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物重G/N
高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 距离S/m 总功W总/J
机械效率
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1、比较两次两种滑轮组有什么不 同？机械效率有何差异？
2、分析影响滑轮组机械效率的因素 是什么？
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影响滑轮组机械效率的因素
1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 （减小摩擦可以减少额外功，提高机
械效率） 2 、所提升的物重 （物重增加，机械效率也提高） 3、动滑轮的自重 （减少动滑轮的重力，机械效率也提
高）
690J 3对动滑轮 做功
你希望额外功多些还是少些呢？
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用哪种方法好？
请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。
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二、机械效率
观察与实验
测定斜面的机械效率
粗糙程度一样的斜面，当改变它的倾斜程度时，斜面 的机械效率是否相同呢？动手操作，完成下表。
二、机械效率
观察与实验
斜面的 倾斜程 度 较缓
较陡 最陡
木块所 受重力 G/N
斜面 高度 h/m
沿斜面 的拉力 F/N
斜面 长 s/m
有用 功W有 用/J
总 功 W总 /J
随堂练习
3、用定滑轮匀速提升质量为20kg的物体，所用拉力 为220N，物体升高的高度为2m。求此过程中的有用 功、总功和定滑轮的机械效率。（g=10N/Kg）
4、由于在使用杠杆时的摩擦非常小，所以杠杆是一 种机械效率非常的简单机械。若用一根机械效率为 90%的杠杆将一个18Kg的物体提升50cm，需要做多 少总功？（g=10N/Kg）
一、有用功和额外功 几种功的概念
1、有用功： “W有用” 机械对外所做的有利用价值的功 2、额外功：“W额外” 机械克服本身的重力和摩擦力所做的无利用价值的功 3、总功：“W总” 动力对机械所做的功 三者关系：W总= W有用 + W额外
二、机械效率
思考与总结
我们总希望有用功在总功中占得份额更大
引出机械效率问题。我们把有用功和总功的比值叫做 机械效率。 η ：机械效率
1、再长的路一步一步得走也能走到终点，再近的距离不迈开第一步永远也不会到达。 2、从善如登，从恶如崩。 3、现在决定未来，知识改变命运。 4、当你能梦的时候就不要放弃梦。 5、龙吟八洲行壮志，凤舞九天挥鸿图。 6、天下大事，必作于细；天下难事，必作于易。 7、当你把高尔夫球打不进时，球洞只是陷阱；打进时，它就是成功。 8、真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。 9、永远不要逃避问题，因为时间不会给弱者任何回报。 10、评价一个人对你的好坏，有钱的看他愿不愿对你花时间，没钱的愿不愿意为你花钱。 11、明天是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。 12、得意时应善待他人，因为你失意时会需要他们。 13、人生最大的错误是不断担心会犯错。 14、忍别人所不能忍的痛，吃别人所不能吃的苦，是为了收获别人得不到的收获。 15、不管怎样，仍要坚持，没有梦想，永远到不了远方。 16、心态决定命运，自信走向成功。 17、第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力的。 18、励志照亮人生，创业改变命运。 19、就算生活让你再蛋疼，也要笑着学会忍。 20、当你能飞的时候就不要放弃飞。 21、所有欺骗中，自欺是最为严重的。 22、糊涂一点就会快乐一点。有的人有的事，想得太多会疼，想不通会头疼，想通了会心痛。 23、天行健君子以自强不息；地势坤君子以厚德载物。 24、态度决定高度，思路决定出路，细节关乎命运。 25、世上最累人的事，莫过於虚伪的过日子。 26、事不三思终有悔，人能百忍自无忧。 27、智者，一切求自己；愚者，一切求他人。 28、有时候，生活不免走向低谷，才能迎接你的下一个高点。 29、乐观本身就是一种成功。乌云后面依然是灿烂的晴天。 30、经验是由痛苦中粹取出来的。 31、绳锯木断，水滴石穿。 32、肯承认错误则错已改了一半。 33、快乐不是因为拥有的多而是计较的少。 34、好方法事半功倍，好习惯受益终身。 35、生命可以不轰轰烈烈，但应掷地有声。 36、每临大事，心必静心，静则神明，豁然冰释。 37、别人认识你是你的面容和躯体，人们定义你是你的头脑和心灵。 38、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。 39、人的价值，在遭受诱惑的一瞬间被决定。 40、事虽微，不为不成；道虽迩，不行不至。 41、好好扮演自己的角色，做自己该做的事。 42、自信人生二百年，会当水击三千里。 43、要纠正别人之前，先反省自己有没有犯错。 44、仁慈是一种聋子能听到、哑巴能了解的语言。 45、不可能！只存在于蠢人的字典里。 46、在浩瀚的宇宙里，每天都只是一瞬，活在今天，忘掉昨天。 47、小事成就大事，细节成就完美。 48、凡真心尝试助人者，没有不帮到自己的。 49、人往往会这样，顺风顺水，人的智力就会下降一些；如果突遇挫折，智力就会应激增长。 50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。 51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。 52、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。 53、年少时，梦想在心中激扬迸进，势不可挡，只是我们还没学会去战斗。经过一番努力，我们终于学会了战斗，却已没有了拼搏的勇气。因此，我们转向自身，攻击自己，成为自己最大的敌人。 54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。 55、不积小流无以成江海，不积跬步无以至千里。 56、远大抱负始于高中，辉煌人生起于今日。 57、理想的路总是为有信心的人预备着。 58、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。 59、世上除了生死，都是小事。从今天开始，每天微笑吧。 60、一勤天下无难事，一懒天下皆难事。 61、在清醒中孤独，总好过于在喧嚣人群中寂寞。 62、心里的感觉总会是这样，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。 63、彩虹风雨后，成功细节中。 64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。 65、只要有信心，就能在信念中行走。 66、每天告诉自己一次，我真的很不错。 67、心中有理想 再累也快乐 68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。 69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。 70、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！ 71、生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。 72、只要路是对的，就不怕路远。 73、如果一个人爱你、特别在乎你，有一个表现是他还是有点怕你。 74、先知三日，富贵十年。付诸行动，你就会得到力量。 75、爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。 76、好习惯成就一生，坏习惯毁人前程。 77、年轻就是这样，有错过有遗憾，最后才会学着珍惜。 78、时间不会停下来等你，我们现在过的每一天，都是余生中最年轻的一天。 79、在极度失望时，上天总会给你一点希望；在你感到痛苦时，又会让你偶遇一些温暖。在这忽冷忽热中，我们学会了看护自己，学会了坚强。 80、乐观者在灾祸中看到机会；悲观者在机会中看到灾祸。

机械效率 在物理学中，将有用功与总功的比值，叫做机械效率。
机械效率通常用百分数表示：
机械效率＝有 总 用 功 功100
如用字母η表示机械效率，则上式又可写成：
＝W有用 100 W总
注意：（1）机械效率η没有单位是一个比值 ； （2）对于实际机械，由于额外功的存在，总有 W有用＜W总，因此η＜100％。
额外功 2520J
砂子重100N
桶重20N
地面到三楼高6 m
1对砂子 做功
600J
有用功 600J
人拉滑轮做功
总功 720J 2对桶做功
120J
额外功 120J
砂子重100N 桶重20N
动
滑轮重10N 地面到三楼高6 m
在物理学中，将有用功与总功的比值，叫做机械效率。 （2）对于实际机械，由于额外功的存在，总有
第五节 机械效率
思考：
如何帮助小明的爸爸把50 块木料顺利地搬到房上？
可以使用的方法：
（1）起重机（杠杆） （2）斜面 （3）轮轴 （4）动滑轮（滑轮组）
起重机（杠杆）
斜面
小明利用动滑轮把 木料拉上四楼时，
手拉绳子做的功与 动滑轮对木料做的
功相等吗？
活动 11．7 再探动滑轮
如图所示，用手通过一个弹簧测力计沿竖直 方向匀速拉一个动滑轮，使挂在动滑轮下面
1
2
10
1.5
20
2
5
5
3.0
10
⑴实验中应 匀速拉弹簧测力计．
⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为____6__6_.；7 ％
第二次实验时滑轮组的机械效率 大于(选填“大于”、“小于
或“等于”）第一次实验时的机械效率．

（1）测机械效率依据的公式是
__________
;
（2）填写实验记录表格中缺少的数据．
0.84 1.2 70%
（3）提升相同的砝码时，若增加动滑轮的个数，机械效率 将 减小 ．（选填“增大”，“不变”，“减小”）
5.一台起重机将重6000N的建筑材料提升10m高的楼房上，做 的额外功是40000J，总功是多少？机械效率是多少？
总功 ：有用功与额外功的总和 二、机械效率： 1、定义：有用功与总功的比值。h
2、如何提高机械效率
W有 =
W总
×100%
（1）减小机械的自重 （2）减小摩擦 （3）增加所挂物体的重
本节内容结束
有用功、额外功和总功
动滑轮能省功吗？ 机械效率
机械效率的概念
测量滑轮组的机械效率
1.如图所示，升旗过程中，克服旗的重力做的功是_有__用___功__，克 服绳子重力做的功是_额__外__功___，拉力做的功是__总__功____。(均填 “有用功”“额外功”或“总功”)
2.(漳州中考)亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为5 kg的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短。则亮亮与爸爸所 做的( A ) A.有用功相等 B.总功相等 C.总功率相等 D.有用功和总功的比值相等
三、测量滑轮组的机械效率
1.实验原理 2.实验器材
W有 Gh
W总 Fs
弹簧测力计、刻度尺、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
3.注意事项 竖直向上，匀速拉动测力计。
实验结论：
动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高； 物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。
如何提高机械效率？
1. 改进机械的结构，使它更合理，更轻巧。 例如：动滑轮太重，使得滑轮组机械效率很低，换用

已知：G=200N， h=2m,F=120N,s=2h=4m. 求：
解：W=Gh=200N×2m=400J
W总=Fs=120N×4m=480J
η=W有/W总×100℅
=400J/480J×100%
=83.3%
如图所示，某人用２００牛的推力沿高为２米， 长为１０米的粗糙斜面把重为５００牛的物体 推到斜面顶端，问有用功是多少？人的推力所做 的总功为多少？斜面的机械效率是多少？
24
2.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功
（ B ）
A.总功是额外功的3倍 B.有用功是额外功的3倍 C.总功是有用功的3倍 D.额外功占总功的3/4倍
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3.为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是 （ D ） A.以较快的速度匀速提升重物 B.以较慢的速度匀速提升重物
C.增加承担物重的绳子股数
G G G动
4、滑轮组的机械效率 使用同一滑轮组，所提物体 越重，机械效率越高。与滑轮组 的绕法无关
注：提高滑轮组机械效率的方法
1）增大物重
2）减小动滑轮的重，绳重 3）减小滑轮与绳间的摩擦----加润滑油
23
1.关于机械效率，以下说法正确的是（ A、D ） A.机械效率总小于1 B.单位时间里做功越多的机械，机械效率越高 C.做功越多的机械，机械效率越高 D.省力越多的机械，机械效率越高
17
斜面 斜面长 L 斜面高h
W有 Gh FL W总
器材：
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺。
说一说你的设计思路？
19
探究斜面机械效率与斜面坡度的关系
1.测量小木块的重量，记录数据；
2.把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分

如图：用动滑轮将物体提升h高 度，其中物体重为G1 ，动滑轮 重G2，不考虑绳子重及滑轮摩 擦，人所做的功为：
G1 G2 2h W=Fs= 2
=G1h+G2h =W1+W2
一、有用功、额外功、总功
有用功 W有用 ：提升重物过程种必须要做的功
额外功 ：利用机械时，人们不 得不额外做的功 W额
判断：下面说法中是否正确．
1．有用功越多，机械效率越高 2．额外功越少，机械效率越高 3．物体做功越慢，机械效率越低 4．做总功越多，机械效率越低 5．做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高 6．有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 7．做的额外功一定时,总功越少,机械效率越高
起重机的机械效率是60% 它表示什么意思？
总功 W总：人的拉力对动滑轮所做的功 即： W总=W有+W额
P96 思考与讨论
W总=Fs W有=Gh
二、机械效率
1、有用功跟总功的比值叫机械效率
W有 公式： ╳100% W总
(1)机械效率一般用百分数表示，没有单位
(2)有用功小于总功,所以机械效率总小于1
(3)机械效率是表示机械性能的一项重要指标。 P97 思考与讨论： 机械功率和机械效率有什么区别？
使用起重机提升重物时所做的有用功跟 总功的比值是60%，也可以说有用功在总 功中占有60%. 额外功占多少？
40％
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？ 砂子重100N 体重400N 动滑轮重10N 桶重20N 口袋重5N 每层高3米 用哪种方法好？ 请算出这三种办法的机械效率，
如何提高机械效率
复习提问
常见的简单机械有哪些？有何作用？
杆杠（省力杆杠、等臂杆杠、费力杆杠） 滑轮（定滑轮、动滑轮、滑轮组）

例题
用一个动滑轮,将200N的物体匀速提升2m高，拉力F为120N，此动 滑轮的机械效率是多少？ 分析：解题的关键是要注意用动滑轮提起重 物时，动力F把绳子末端拉起的距离是被提起 高度的2倍。即S=2h。
已知：G=200N，h=2m,F=120N,s=2h=4m. 求：η
解：W有=Gh=200N×2m=400J W总=Fs=120N×4m=480J
综合能力提升练
8.如图,甲、乙杠杆的质量和长度均相同。分别使用甲、乙杠杆将 物体 A 提升相同的高度,则在工作过程中甲、乙杠杆的机械效率相 比 η 甲 < ( 选填“>”“=”或“<” )η 乙。
9.小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼,感到很“吃力”。他 在滑轮组的轴上加润滑油后,感觉不再“吃力”。加润滑油后,小明做 功的( A ) A.有用功不变,总功减小 B.有用功增加,总功增加 C.有用功减小,总功减小 D.有用功减小,总功不变
A.使用甲机械省力
B.使用甲机械做功快
C.在相同的时间内,使用甲机械完成的功多
D.乙机械的额外功在总功中占的比例大
5.在用滑轮组提升重物时,采取下列措施,不能提高机械效率的是( D )
A.减小机械中的摩擦
B.减小动滑轮的重
C.增加被提货物的重
D.加快提升物体的速度
综合能力提升练
6.送气工人将一瓶液化石油气从一楼扛到三楼,在这个过程中,送气 工人对钢瓶( 不包括石油气 )所做的功是 额外功 ;到了三楼后, 送气工人又把用户家里的空瓶子带下了楼,在这个过程中,送气工人 对钢瓶所做的功是 有用功 ( 均选填“有用功”“额外功”或“总 功” )。 7.如图所示,当工人师傅用 400 N 的拉力向下拉绳时,可使重 680 N 的重物匀速上升,此过程中滑轮组的机械效率为 85% 。

（20 N+400 N）×6 m=2 520 J。
答案：600 2 520
5.（2012·济宁中考）小明同学用如图所示的装置测滑轮的机 械效率，当弹簧测力计竖直上拉，匀速提升一个钩码时，弹簧
测力计的示数正好等于钩码的重，滑轮的机械效率为_______。
【解析】本题考查滑轮机械效率的测量。弹簧测力计的示数正 好等于钩码重，故F=G。弹簧测力计上升距离s=2h。故用动滑
参考答案：无
2.动滑轮的重力为G动，物体的重力为G物，绳子的拉力为F，物体
匀速提升的高度为h，绳重及摩擦忽略不计，求动滑轮的机械效 率。
提示：该装置的目的是将重物提高h，所以有用功为克服物体重
力做的功W有=G物h，提升动滑轮所做的功为额外功W额=G动h，由于
动滑轮省一半的力，所以绳子移动的距离s=2h，拉力做的功为 总功W总=Fs=F·2h，故动滑轮的机械效率
的高度h的3倍。 参考答案：3 绳头上升的距离s刚好是重物上升的高度h的3倍
2.本实验中，有用功W有＝______，总功W总＝_______。需要测 量哪些物理量？ 提示：拉力做的功是总功，不通过滑轮组直接把物体提高所做 的功是有用功。
故W总=Fs，W有=Gh，故需要测量拉力和重力、绳头上升的距离
提起相同的高度，前者的机械效率要大，由此可见对同一个机
械，它的机械效率是可变的，而不是某一固定值。 参考答案：否
【归纳提升】决定机械效率的两个因素 机械效率由有用功和总功两个因素决定，反映的是有用功在总 功中所占的比值大小，与具体做功多少、是否省力无关，故在
求机械效率时，需首先分析出有用功、额外功和总功。
【针对训练】 （2012·泰州中考）某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组 机械效率，记录数据如表：

想一想；议一议：
合作探究
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?
s
h
s=2h=20cm=0.2m
W1＝G·h＝2N × 0.1m=0.2J
W2＝ F·s＝ 1.2N × 0.2m= 0.24J
W1 < W2
?
探究：使用动滑轮是否省功？
使用动滑轮提升物体时，要克服动滑轮重力、绳子重及摩擦力等做功。
W总/J
1
2
3
实验1保持动滑轮重一定，改变钩码重力。
结论： 动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。
探究实验
G/N
h/m
F/N
s/m
W有/J
W总/J
1
2
2.条件：物重一定
实验2保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
结论： 物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
探究滑轮组的机械效率：
一、影响滑轮组的机械效率的因素
次数
钩码重/N
钩码上升高度/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动距离/cm
1
2
10
0.8
40
2
5
5
1.5
20
3
2
62.5%
大于
练一练
有用功总功额外功
机械效率概念
机械效率测定
课堂总结
2.公式 ： η是没有单位的物理量，小于1，常用百分数表示。三、测量滑轮组的机械效率四、斜面的机械效率
一、有用功、额外功、总功1有用功W有：我们所需要的功2.额外功 W額：对于额外负担所不得不做的功。3.总功 W总：有用功与额外功。二、机械效率1.机械效率：有用功与总功之比。

0.050 88.8%
实验结论：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同，
被提升的物体越重，机械效率越高。
影响滑轮组机械效率的因素：
(1)物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。
(2)动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。
(3)摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。减小摩擦可以减少额外功，
。
总功
有
计算公式：η＝
总
＝
W有用
W有用+W额外
注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，一定有η＜1。
物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率
越高，机械的性能越好。
一些机械的机械效率
起重机
40%～50%
喷气发动机
50～60%
抽水机
60%～80%
柴油机:
28%～40%
滑轮或滑轮组竖直提升重物的机械效率
0.1298
0.35
36.7%
实验结论：斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度都影响了机械效率。
斜面的倾斜程度（光滑程度一样的斜面，斜面越陡，倾斜程度越大，
越不省力 ，机械效率越高）；
斜面的粗糙程度（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，越省力，机
械效率越高）。
有
斜面的机械效率：η＝
＝ 。
总
课堂总结
实验记录表
滑轮组
钩码重 钩码上升 有用
/N
高度/m
功/J
弹簧测力 绳子自由端移 总功 机械
计示数/N 动距离/m
/J 效率
（a）
0.5
0.03
0.015
0.3
0.087
0.026 57.5%

运动副与导轨
分析运动副（如滑动副、 滚动副等）和导轨在机械 系统中的运动传递效率。
润滑与磨损
研究润滑条件对运动传递 效率的影响，以及磨损对 运动传递精度和效率的影 响。
弹性变形与振动
探讨机械系统中弹性变形 和振动对运动传递效率的 影响及其控制措施。
能量转换效率
能量转换装置
01
分析机械系统中能量转换装置（如液压泵、马达等）的效率特
性。
热力学第二定律与熵增
02
阐述热力学第二定律在机械系统能量转换过程中的作用，以及
熵增对能量转换效率的影响。
能耗与节能措施
03
研究机械系统的能耗特性，提出降低能耗、提高能量转换效率
的节能措施。
03
提高机械效率的方法与措施
优化设计
采用先进的设计理念和方法，如拓扑优化、有 限元分析等，对机械结构进行优化设计，减少 材料浪费和重量，提高机械效率。
02
机械系统效率分析
动力传递效率
动力源与传递路径
分析动力源的性质，如电动机、内燃 机等，以及动力在机械系统中的传递 路径。
传动装置效率
轴承与密封件摩擦损失
探讨轴承和密封件在动力传递过程中 的摩擦损失及其对效率的影响。
研究齿轮、皮带、链条等传动装置的 效率，分析不同传动方式的优缺点。
运动传递效率
对比分析法
在同一条件下，对比不同机械设备的运行参数和性能表现，从而评估其 机械效率的高低。这种方法可以直观展现设备间的性能差异，但需要 确保对比条件的一致性和公平性。
评估指标
功率比
输出功率与输入功率的比值，反映机械系统能量转换的效率。功率 比越高，机械效率越好。
效率曲线
以输入功率或负载为横坐标，机械效率为纵坐标绘制的曲线图。通 过效率曲线可以直观地了解机械效率随负载或输入功率的变化情况 。