机械效率知识点总结培训讲学

《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。

重物上升高度h vt 0.1m / s 5s 0.5m；
拉力的功率P W总 2500J 500W。 结果不相等
G
t 5s
究竟错误根源出在哪里？
1、如图所示，使用滑轮组提升重物，物重G = 1000 N，拉力 F = 250 N，将重物提高2 m，求：
（1）有用功、总功 、机械效率为多少？ （2）若绳端的速度为0.5 m/s，在5 s内重物升高多少米？
W总 FL 250N 4m 1000J；
4m
2m
W有用 800J 80%.
W总 1000J
FL Gh fL
另外，额外功 W额外 W总 W有用 200J；
W额外 fL，
f
W额外 200J 50N； L 4m
1、关于机械效率，下列说法中正确的是（ D ）
A、做有用功多的机械效率高 B、做总功多的机械效率高 C、做额外功少的机械效率高 D、在总功中有用功占比例大的机械效率高
（1）有用功和总功；（2）拉绳的时间；（3）物体速度； （4）额外功。
G
6、用图所示的滑轮组将重2000 N物体匀速提升1 m，滑轮组机械 效率为80 %，求：（1）绳端被拉下多少米？（2）有用功； （3）总功；（4）拉力F是多大？
G
7、小明利用如图所示的滑轮组将重为 900 N的物体从一楼匀速 提升至六楼，所用的拉力为 360 N，绳子自由端移动的速度 为 0.3 m/s。己知每层楼高 3 m，求：
强调物理量的对应性
2、用右图装置滑轮组（不计所有摩擦）提升重物，在自由端所
用拉力F = 200 N，若η = 80％。求：
（1）物体的重力；（2）动滑轮的重力；
（3）若物体重力为1000 N，该滑轮组的机械效率为多少？

课题：滑轮组机械效率专题复习一、机械效率1、定义：有用功与总功的比值，叫做机械效率。

用符号η表示。

2、物理意义：表示机械所做的有用功占总功的比例。

机械效率通常用百分比表示：定义式：100%⨯=总有用WWη3、有用功：提升目的重物所必须要做的功额外功：克服机械自身部件（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功总功：W总=W有十W额。

4、由于有用功是额外功的一部分，所以机械效率一定小于l ，即：没有既省力又省距离（相当于省功）的机械，省力则一定费距离，省距离则一定费力。

二、标准滑轮组的机械效率（前提：不计绳重及滑轮与轴的摩擦）1、绳子段数：受物重的绳子段数力：重物重力G物，拉力F，动滑轮总重G动，G物+G动）=nF距离：重物上升高度h，拉力移动距离s，s=nh功：W有=G物h，W额外=G动h，W总=Fs=（G物+G动）h总结：G物、F、G动三者相互联系，知二得三。

（类比电学U I R）2、机械效率前提条件：不计绳重、滑轮与轴的摩擦、（绳与滑轮的静摩擦力有的）定义式：WWη=有总（适用于一切情况的η计算）推导式：由物重G物、动滑轮总重G动和总拉力nF三者求机械效率η，只需其中两个即可。

从功的角度分析：Fs G hW G h G hW Fs G G h Fsη-====+物物动有物总动（）从力的角度分析：nF GW G GW nF G G nFη-====+物物动有物总动小技巧：例如：η=80%，120%180%4GGηη-===动物即G动与G物之比为1:4，G动与nF之比为：1:5（说明1.公式中G物本质为拉动物体所需拉力，若物体在液体中受到浮力，则注意物重应为G物-F浮，即提升物体所需拉力；若不在液体中且竖直拉动物体，则所需拉力为G物，若为水平拉动接触面上的物体，则所需拉力为克服摩擦力f）3、机械效率大小比较η本质：物重（拉动物体所需拉力）与动滑轮重之比。

比值越大，机械效率越高用同一个滑轮组提升不同重物，重物越重，η越高。

机械效率（基础）【学习目标】1、知道有用功、额外功、总功；2、理解机械效率定义、大小范围、表示方法、公式、影响因素；3、知道有用功、额外功、总功关系式；4、理解机械效率的计算及公式。

【要点梳理】要点一、有用功、额外功、总功1、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。

在理想情况下，使用机械所做的功等于不使用机械所作的功。

在实际情况中，使用机械所做的功大于不使用机械所作的功。

2、有用功：为了达到某一目的而必须做的功。

如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功。

利用机械工作时对工作目的物做的功叫有用功。

3、额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功，如提沙子上楼时对桶、滑轮等做的功就是额外功。

4、总功：使用机械时，动力做的功，例如：用桶从井中打水。

由于工作目的是水，所以对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，人在整个提水过程中做的功是总功。

要点诠释：1、总功是有用功与额外功之和，即W 有用+W 额外=W 总。

2、额外功的产生是因为利用机械做功时，除了对工作目的物做功外，还要克服机械本身的摩擦力或重力做功。

要点二、机械效率为了表示有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率，它等于有用功W 有用与总功W 总之比，符号为η。

要点诠释： 1、公式为总有用W W =η，式中η表示机械效率，它是一个百分数。

η的值越大，表明有用功在总功中所占的比例越大，做功的效率越高。

2、η的值总小于100%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用功总是小于总功。

3、知道增大机械效率的方法根据公式可知：如果有用功不变，我们可以通过减小额外功来增大机械效率，（例如我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水，就是运用这个道理）；如果额外功不变，我们可以通过增大有用功来提高机械效率；（例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理）；当然了，如果能在增大有用功的同时，减小额外功更好。