二、机械效率

1、义务教育教科书（人教）八年级物理下册义务教育教科书（人教）八年级物理下册想一想：想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼有哪些办法可以将沙子运上三楼？ 一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功思考：思考： 提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？3 3克服自重做功克服自重做功1 1对砂子做功对砂子做功2 2对桶做功对桶做功1 1对砂子做功对砂子做功2 2对桶做功对桶做功1 1对砂子做功对砂子做功2 2对桶做功对桶做功3 3对动滑轮做功对动滑轮做功1 1对砂子做功对砂子做功2 2对口袋做功对口袋做功3 3对动滑轮做功对动滑轮做功 问题问题1 1

2、：哪些功达到了我们做功的目的？：哪些功达到了我们做功的目的？有用功：满足我们做功的目的，对我们有价值的功有用功：满足我们做功的目的，对我们有价值的功. . 计作：计作：W W有有 对重物（沙子）做的功。对重物（沙子）做的功。问题问题2 2：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？1.1. .桶、动滑轮、口袋等也随重物一起上升，也提升了它们桶、动滑轮、口袋等也随重物一起上升，也提升了它们. . 克服这些重力做的功克服这些重力做的功2.2.此外，机械运转时都有摩擦此外，机械运转时都有摩擦克服机械的摩擦做的功克服机械的摩擦做的功额外功额外功：对我们既无利用价

3、值而又不得不做的功。对我们既无利用价值而又不得不做的功。 计作：计作：W W额额1 1、有用功（、有用功（W W有用有用）：）：2 2 、额外功（、额外功（W W额外额外）：）：3 3 、总功（、总功（W W总总）：）：4 4 、三者关系：、三者关系： 对人们有用的功。对人们有用的功。W W有有GhGh提升物体提升物体人们不需要但又不人们不需要但又不 得不做的功。得不做的功。有用功与额外功的总和有用功与额外功的总和W W总总FSFS（运用机械时动（运用机械时动力力F F所做的功）所做的功）W W总总 W W有用有用 W W额外额外1 1、用水桶从井中提水时，、用水桶从井中提水时，所做的有用功是

4、所做的有用功是 ，额外功是额外功是 ，总功是总功是 ；2 2、如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里、如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是带了一些水，有用功是 ，额外功是额外功是 ，总功是总功是 。 克服水的重力做功克服水的重力做功克服桶的重力做功克服桶的重力做功拉力所做的功拉力所做的功克服桶的重力做功克服桶的重力做功克服水的重力做功克服水的重力做功拉力所做的功拉力所做的功随堂小练习随堂小练习算一算：算一算：算出有用功算出有用功, ,额外功额外功 总功分别是多少？总功分别是多少？砂子重砂子重100N 100N 桶重桶重20N 20N 人重人重400N 400N 地

5、面到三楼高地面到三楼高6 m 6 m 对砂做功对砂做功对桶做功对桶做功克服自重克服自重 做功做功总功总功600J600J120J120J2400J2400J=2520J=2520J=3120J=3120J有用功有用功: :额外功额外功: :砂子重砂子重100N 100N 桶重桶重20N 20N 地面到三楼高地面到三楼高6 m 6 m 有用功有用功: :额外功额外功: :总功总功: :对砂子做功对砂子做功对桶做功对桶做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功600J600J120J120J720J720J砂子重砂子重100N 100N 桶重桶重20N 20N 动滑轮重动滑轮重10N 10N 地面到三楼高地面到

6、三楼高6 m 6 m 有用功有用功: :额外功额外功: :总功总功: :对砂子做功对砂子做功600J600J对桶做功对桶做功 对动滑轮做功对动滑轮做功120J120J60J60J780J780J人拉滑轮做功人拉滑轮做功=160J=160J砂子重砂子重100N 100N 动滑轮重动滑轮重10N 10N 口袋重口袋重5N 5N 地面到三楼高地面到三楼高6 m 6 m 有用功有用功: :对砂子做功对砂子做功600J600J额外功额外功: :对口袋做功对口袋做功30J30J对动滑轮做功对动滑轮做功60J60J总功总功: :人拉滑轮做功人拉滑轮做功690J690J=90J=90J有用功相同时，希望额外功

7、多好还是少好？有用功相同时，希望额外功多好还是少好？请算出几种种办法中请算出几种种办法中有用功在总功中占的百分比有用功在总功中占的百分比。19%19%77%77%87%87%83%83%二、机械效率二、机械效率有用功与总功的比值叫做机械效率。有用功与总功的比值叫做机械效率。3 3、一般用百分数表示，没有单位一般用百分数表示，没有单位 二、机械效率二、机械效率2 2、公式：、公式：读作读作“eta”eta”%100总有WW1 1、机械效率：、机械效率：4 4、公式推导：、公式推导： WWW有用有用额外5 5、理解：、理解： %100总有WW()01W额外实际情况 使用起重机提升重物时，有用功在总

8、功中占使用起重机提升重物时，有用功在总功中占有有60%60%，另外的，另外的4040是额外功是额外功起重机的起重机的机械效率机械效率是是60%60%，它表示什它表示什么意思？么意思？三、一些机械的机械效率：三、一些机械的机械效率： 一台起重机将重一台起重机将重3600N3600N的货物提高的货物提高4m4m。如果额外功。如果额外功是是9600J9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？械效率是多少？算一算解解: :起重机提高物体的力等于物体的重力起重机提高物体的力等于物体的重力F= =G=3600N=3600N起重机提升重物所做的有

9、用功起重机提升重物所做的有用功W有有= =Fh= =Gh=3600N=3600N4m=14400J=1.444m=14400J=1.4410104 4J J起重机做的总功起重机做的总功W总总= =W有有+ + W额额=14400J+9600J=2.4=14400J+9600J=2.410104 4J J因此因此, ,起重机的机械效率起重机的机械效率= = = = =60%=60%W有有W总总1.441.4410104 4J J2.42.410104 4J J汽油机机械效率汽油机机械效率22%27% 22%27% ，机械效率是选择机械的，机械效率是选择机械的一个重要指标一个重要指标在有用功相同时

10、，机械效率高，在有用功相同时，机械效率高，总功就少（消耗的总功就少（消耗的汽油就少，有汽油就少，有经济经济效益效益）额外功就少（浪费少，额外功就少（浪费少，汽车尾气就少，有汽车尾气就少，有社社会意义，环保意义会意义，环保意义）四、测滑轮组的机械效率四、测滑轮组的机械效率WGhWFs 有有总总F 实验原理实验原理 实验器材实验器材 注意事项注意事项 弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。铁架台、滑轮、细线、钩码。竖直竖直向上，向上，缓慢缓慢拉动测力计。拉动测力计。G/N h/mF/N s/mW有有/JW总总/J123F实验实验1保持动滑轮重一定，改变钩码重力。保持动滑轮

11、重一定，改变钩码重力。结论：结论： 动滑轮重动滑轮重一定一定, ,物重物重越大越大，机械效率，机械效率越高越高。 G/Nh/m F/N s/m W有有/J W总总/J122.2.条件：物重一定条件：物重一定实验实验2保持钩码重力一定，改变动滑轮重。保持钩码重力一定，改变动滑轮重。结论：结论： 物重物重一定，动滑轮一定，动滑轮越重越重，机械效率，机械效率低低。FF 1图图为测量滑轮组机械效率的实为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重验装置，钩码总重6 N。 （1）实验时要竖直向上）实验时要竖直向上_拉动弹簧测力计，由图可知拉力拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为大小为_N，若钩码上升的，若钩码上

12、升的高度为高度为8cm,则弹簧测力计向上移动则弹簧测力计向上移动_cm,该滑轮该滑轮组的机械效率为组的机械效率为_。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_（选填：（选填：“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”）缓慢缓慢2.42483.3%增大增大2在在“测滑轮组机械效率测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：轮组进行两次实验，实验数据如下表： 此实验所用滑轮的个数至少是此实验所用滑轮的个数至少是_个，其中动滑个，其中动滑轮有轮有_个。个。第一次实验测得滑轮组的机械效率为第一次实验测得滑轮组的机械效率为_，