常见简单机械的机械效率归纳

简单机械性质和其机械效率1、滑轮①定滑轮：实质是一个等臂的杠杆，使用定滑轮不省力，但能改变力的方向。

②动滑轮：实质是个动力臂(l 1)为阻力臂 (l 2)二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离，且不能改变力的方向。

③滑轮组：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

F nG G =+1()物轮，其中n 表示吊着物体的绳子的段数。

※2、滑轮组必备公式竖直拉物体时：()动G G n F +=1水平拉物体时:f n1F =（f 为物体受到地面的摩擦力） S 绳=nS 物 （用此公式从实验数据中判断绳子股数）v 绳=nv 物 （计算功率是常用）注意：S 绳 和v 绳 为绳子自由端移动的距离和速度即动力F 的距离和速度；n 为滑轮组绳子的股数；S 物和v 物 为绳子自由端移动的距离和速度；G 物为物体受到的重力大小，G 轮为动滑轮受到的重力。

※3、有用功○1若使用机械的目的是提升重物，那么克服物体的重力做的功就是有用功。

设重物的重力为G ，提升的高度为h ，则W Gh 有用=；○2如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功就是有用功。

设摩擦力为f ，物体移动的距离为s 物，则W 有＝fS物4、常见机械的机械效率求法（η＝）○1滑轮组： 竖直情况：用滑轮组提升重物时，克服重物的重力所做的功是有用功，对动滑轮的重力、绳子的重力、摩擦所做的功是额外功，绳子上的拉力所做的功是总功。

W 有＝G 物h W 额＝G 动h W 总＝Fs 绳水平情况：用滑轮组拉物体水平运动时，克服地面的摩擦做的功是有用功。

拉力所做的功是总功。

W 有＝fS 物 W 总＝FS 绳 F = S拉=nS 物○2斜面：（F 表示拉力，L 表示斜面的长，G 表示物体的重力，h 表示斜面的高。

） 理想情况：利用斜面来提升重物，若不计摩擦，则： FL ＝Gh 一般情况：利用斜面来提升重物，若考虑摩擦，则：计算公式： W有＝G 物h W 额＝fL W 总＝FL机械效率之例题精讲例1．用图示滑轮组拉着一重为100牛的物体A 沿水平面做匀速运动，所用拉力F 为40牛。

三种简单机械效率公式归纳机械效率是指机械设备或机械系统在工作过程中能够转化有效功率与输入功率之比的能力。

在工程领域中，可以使用多种公式来计算机械效率。

下面将归纳和介绍三种常见的机械效率公式。

1.机械效率公式1：理论机械效率理论机械效率是在理论条件下计算的机械效率，可以用于评估机械设计的合理性。

理论机械效率的公式如下所示：理论机械效率=实际输出功率/理论输入功率其中，实际输出功率为机械设备或系统输出的有效功率，理论输入功率为机械设备或系统输入的理论功率。

理论机械效率是在不考虑摩擦、传输损耗以及其他能量损失因素的情况下计算的。

但是在实际操作中，这些因素通常无法完全消除，因此实际机械效率会低于理论机械效率。

2.机械效率公式2：实际机械效率实际机械效率是在实际工作条件下计算的机械效率，可以用于评估机械设备或系统在实际工作中的效率。

实际机械效率的公式如下所示：实际机械效率=实际输出功率/实际输入功率其中，实际输出功率和实际输入功率分别表示机械设备或系统在实际工作中的输出功率和输入功率。

实际机械效率考虑了摩擦、传输损耗以及其他能量损失因素，更接近于实际情况。

通常情况下，实际机械效率会低于理论机械效率。

3.机械效率公式3：能量转换效率能量转换效率是指机械设备或系统将输入能量转化为输出能量的效率。

能量转换效率=输出能量/输入能量其中，输出能量表示机械设备或系统在工作过程中输出的有效能量，输入能量表示机械设备或系统在工作过程中输入的能量。

能量转换效率通常用于评估能源转换设备，如发动机、发电机等。

较高的能量转换效率意味着设备更加高效地将输入能量转化为输出能量。

总结：机械效率是评估机械设备或机械系统性能的重要指标。

常见的机械效率公式包括理论机械效率、实际机械效率和能量转换效率。

这些公式有助于分析和评估机械设备或系统的能量转换效率，从而提高其工作效率和性能。

在实际应用中，还需要考虑其他因素，如摩擦、传输损耗等，以得到更准确的机械效率评估结果。

《机械效率》讲义一、机械效率的引入（一）生活中的“效率”同学们，咱们先来说说生活中的效率。

就像咱们班大扫除的时候，有个同学擦玻璃特别快，一会儿就把好多块玻璃擦得干干净净，我们就说这个同学干活效率高。

那在机械这里呢，也有一个类似的概念，叫做机械效率。

（二）从抬水的经历说起我给你们讲个事儿啊。

有一次我去农村体验生活，看到有两个小朋友抬水。

他们用了一根很粗的木棍，中间绑着水桶。

一个小朋友力气大一点，他抬的时候使的力比较大，另一个小朋友力气小一点。

结果呢，他们发现水桶有时候晃得厉害，水还洒出来不少。

后来呢，他们换了一种抬法，调整了一下两个人用力的位置，水桶就稳多了，而且也能更快地把水抬回家。

这其实就和机械效率有点关系呢。

如果机械使用得好，就像他们后面那种抬水的方法，就可以更有效地完成任务，要是使用得不好，就像前面那种，不但水会洒，还浪费力气，效率就低啦。

二、有用功、额外功和总功（一）有用功1、概念有用功呢，就是我们为了达到某个目的，必须要做的功。

比如说，我们想要把一个很重的箱子搬到楼上去，那克服箱子重力做的功就是有用功。

就像你要把你的书包从教室的地上拿到桌子上，克服书包重力做的功就是有用功。

如果书包重10牛，桌子高1米，那有用功就是10牛乘以1米，也就是10焦耳。

这里的10牛就是书包受到的重力，1米就是书包被抬高的高度。

2、举例再举个例子，用水桶从井里打水，我们的目的是把水提上来，所以对水做的功就是有用功。

假如一桶水重200牛，井深5米，那有用功就是200牛乘以5米，等于1000焦耳。

这就好比你要把你喜欢的漫画书从书架的最下面一层拿到最上面一层，克服漫画书重力做的功就是有用功啦。

（二）额外功1、概念额外功呢，就是在做有用功的时候，不得不做的那些功。

还拿抬水那个事儿来说，他们用的那根木棍其实也有重量，那在抬水的过程中，把木棍一起抬起来就做了额外功。

还有，他们在抬水的时候，因为力气用得不均匀，水桶晃来晃去，为了让水桶稳定而额外花费的力气，这也是额外功。

简单机械原理与机械效率的计算一、简单机械原理1.定义：简单机械是指没有电动机或其他动力装置，依靠人力或其他动力直接作用的机械。

a)杠杆：根据力臂的长短，分为一端固定杠杆（费力杠杆、等臂杠杆、省力杠杆）和两端固定杠杆（轮轴、滑轮、撬棒等）。

b)滑轮：包括定滑轮和动滑轮。

定滑轮可以改变力的方向，动滑轮可以省力。

c)轮轴：轮轴是一个圆形轴，可以绕着固定点转动。

轮轴的力矩等于力与力臂的乘积。

2.力的作用效果：力可以改变物体的形状和运动状态。

二、机械效率的计算1.定义：机械效率是指机械输出功与输入功的比值，用来衡量机械的能量损失。

2.计算公式：机械效率 = 输出功 / 输入功 × 100%3.影响机械效率的因素：a)机械结构：机械结构的设计和制造精度会影响机械效率。

b)润滑：润滑可以减少机械部件之间的摩擦，提高机械效率。

c)操作方法：正确的操作方法可以减少能量的浪费，提高机械效率。

4.提高机械效率的方法：a)优化机械结构设计，减少能量损失。

b)提高制造精度，降低机械部件之间的摩擦。

c)加强润滑，保持机械部件的良好润滑状态。

d)培训操作人员，提高操作技能和意识。

三、实际应用1.生活中的简单机械：如扳手、钳子、螺丝刀等。

2.机械设备：如汽车、自行车、电梯等。

3.工程机械：如挖掘机、吊车等。

通过了解简单机械原理和机械效率的计算，我们可以更好地理解和应用各种机械设备，提高生产效率和生活质量。

习题及方法：1.习题：一个力为10N的人在水平方向上拉着一个质量为2kg的物体，物体在水平方向上移动了5m。

求物体的功和功率。

a)计算物体所受的摩擦力：f = μmg = 0.2 × 2kg × 9.8m/s² =3.92Nb)计算物体实际受到的拉力：F = 10Nc)计算物体克服摩擦力所做的功：W = (F - f)s = (10N - 3.92N) ×5m = 29.6Jd)计算功率：P = W / t = 29.6J / 10s = 2.96W答案：物体的功为29.6J，功率为2.96W。

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。

2023三种四类简单机械的机械效率CATALOGUE目录•介绍•简单机械的机械效率•四种简单机械的机械效率比较•三种四类简单机械的优缺点分析•提高简单机械机械效率的实践意义•研究简单机械机械效率的现实意义•结论与展望01介绍简单机械的效率和性能是比较和评估各种机械的重要指标之一。

了解简单机械的机械效率可以帮助我们更好地选择和应用机械。

目的和背景简单机械是指由较简单构件组成的机械，包括杠杆、滑轮、斜面、螺旋和轮轴等。

杠杆是指一个固定支撑点上可以绕其旋转的刚性棒，其中支点为杠杆的固定支撑点，力臂为支点到力的作用点的距离，力矩为力与力臂的乘积。

滑轮是指一个带轮轴的圆盘，它可以绕其轴线旋转，并可以带动其他物体旋转。

斜面是指一个平面与水平面成一定角度的平面，它可以用于改变力的方向和大小。

螺旋是指一个带螺旋槽的圆柱体，它可以用于传递运动和旋转运动。

轮轴是指一个带轮盘的杆件，它可以用于传递运动和旋转运动。

简单机械的定义与分类02简单机械的机械效率机械效率是指机械在工作中所消耗的能量与所做有用功的比值，通常用希腊字母η表示。

机械效率的表达式为：η = W有用 / W总 = W有用 / (W 有用 + W额外)机械效率的定义1影响机械效率的因素23摩擦力是影响机械效率的主要因素之一，减小摩擦力可以提高机械效率。

摩擦力机械自重越大，需要克服自身重力的额外功就越多，机械效率就越低。

机械自重构件间的摩擦和空隙会导致能量损失，减小构件间的摩擦和空隙可以提高机械效率。

构件间的摩擦和空隙提高机械效率的方法优化设计可以减小摩擦力和机械自重，从而提高机械效率。

优化设计定期保养使用高效能材料改进操作方法定期保养可以减小构件间的摩擦和空隙，从而减小能量损失，提高机械效率。

使用高效能材料可以减小机械自重，从而减小额外功的消耗，提高机械效率。

改进操作方法可以减小摩擦力和构件间的摩擦和空隙，从而提高机械效率。

03四种简单机械的机械效率比较03等臂杠杆在等臂杠杆中，动力臂等于阻力臂，使用时既不省力也不费力，也不改变移动距离，因此总功也不变。

机械效率知识点梳理与典型例题一、知识梳理：（一、）正确理解有用功、额外功和总功1、有用功：叫有用功。

通常是机械对物体所做的功就是有用功。

例如，你用滑轮组匀速提升重物时，W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，W有用=fs。

2、额外功：叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。

3、总功：叫总功。

通常是人使用机械时对机械所做的功。

W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。

有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。

（二、）机械效率1、定义：机械效率是，表达式= 。

由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。

（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。

2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总 l。

二、分类典型例题：题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断例1：下列机械效率的说法正确的是（）A．机械效率可以提高到100% B．机械效率总小于1C．功率大的机械机械效率高 D．机械效率越高,有用功就越多例2：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。

具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功最多的应是图。

若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提高1m，各种情况机械做的有用功均为J，通过分析可判断出图的机械效率最大。

例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。

在这两个情形中水桶中都有水。

那么下列分析中正确的是（）A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功B、两个情形中，两人对水做的功都是总功C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率例1：一台起重机将重5000N的货物提高2m，如果额外功是2500J，则起重机做的有用功是J，该起重机的机械效率是。

第8讲简单机械——滑轮与机械效率考点一、定滑轮和动滑轮 (1)考点二、滑轮组 (2)考点三、滑轮的受力分析（不计绳重和轮与轴之间的摩擦） (3)考点四、有用功、额外功、总功 (3)考点五、机械效率 (3)考点六、常见机械的有用功、总功、机械效率计算 (4)题型1滑轮的特点 (4)题型2滑轮有关的受力分析 (6)题型3有用功额外功总功 (8)题型4斜面 (9)题型5几种机械的机械效率 (11)考点一、定滑轮和动滑轮1.认识定滑轮和动滑轮（1）滑轮：周边有槽，可绕中心轴转动的轮，如图甲所示。

（2）定滑轮和动滑轮：在实际使用时，根据轮的中心轴是否随物体移可分为定滑轮和动滑轮，即轴不随物体一起运动的滑轮叫定滑轮，如乙所示；轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，如图丙所示。

2.定滑轮和动滑轮的实质考点二、滑轮组1.滑轮组定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。

使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。

2.滑轮组确定承担物重绳子段数n的方法在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。

3.费距离情况用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费距离，滑轮组用几段绳子提起物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍。

设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh(n表示该担物重的绳子段数)。

考点三、滑轮的受力分析（不计绳重和轮与轴之间的摩擦）考点四、有用功、额外功、总功(1)有用功:人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。

(2)额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。

(3)总功:人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外(4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。

考点五、机械效率考点六、常见机械的有用功、总功、机械效率计算杠杆滑轮组斜面题型1滑轮的特点[题型专练1].（2023秋•杭州期中）小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。

不动可动F 2F 1BAG Ol 1l 2F 1 B B GGAAsh2021年中考物理总复习 专题11 简单机械滑轮、滑轮组、机械效率（知识点+例题）一、滑轮：1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。

因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。

根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。

2.定滑轮：（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。

如下左图所示。

（2）实质：是个等臂杠杆。

（如下中图所示）轴心O 点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r ，根据杠杆的平衡条件，可知，因为重物匀速上升可知，则，不省力。

（3）特点：不省力，但可改变力的方向。

所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力（图中F 1方向向下）能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G 上升的力）。

（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等，S=h 。

（如上右图所示）对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G 。

（不计绳重和摩擦）【例题1】如图所示用的定滑轮的拉力F 是20N ，匀速提起物体A ，不计摩擦，A 的重力为 N 。

定滑轮实质是 杠杆。

若在拉力F 的作用下，物体A 上升了2m ，则拉力F 做的功为 J 。

【答案】20；等臂；40。

【解析】拉力F 是20N ，匀速提起物体A ；F1向上向上OF2GF1l1l2hs=2h因为是定滑轮，所以G=F=20N，定滑轮实质是等臂杠杆。

动滑轮中，拉力移动的距离与物体上升的高度h之间有S=h=2m；所以W=FS=20N×2m=40J。

【变式练习1】如图所示，甲物体重6N，乙物体重10N，弹簧秤重力及摩擦均不计。

则当甲、乙两物体静止时，弹簧秤的读数为 N。

【答案】6【解析】当图中的装置静止时，它们受到的都是平衡力的作用。

甲的重力为6N，它对弹簧秤的拉力就是6N，两侧拉力平衡，因此，乙端对弹簧秤的拉力也是6N，即弹簧测力计的示数为6N。