第4節(jié)

機械效率第十二章

簡單機械1.知道有用功、額外功和總功。2.了解機械效率并會利用機械效率的公式進行簡計算。3.會測量滑輪組的機械效率，知道影響機械效率的因素。

生活中我們常會強調(diào)提高效率，如學(xué)習(xí)效率、工作效率等。利用機械幫助我們完成某項任務(wù)，也會涉及效率問題。那么，機械做功與效率有怎樣的關(guān)系呢？雙臂救援機器人電動起重機汽車的方向盤一、定義1.有用功：我們必須要做的功，叫做有用功。是為了實現(xiàn)目的而做的功。用W有表示。2.額外功：在做有用功的同時，人們不需要但又不得不做的功，叫做額外功。克服機械自身（如動滑輪、繩子）的重力和摩擦等而做的功。用W額外表示。3.總功：有用功與額外功的總和。力對機械做的所有功。用W總表示。W總=W有+W額外知識點一：有用功和額外功

如圖所示，在使用動滑輪提升物體時，盡管省力，但需要移動更長的距離。使用滑輪提升物體做的功與不使用滑輪直接提升物體做的功相同嗎？想一想研究使用動滑輪是否省功

如圖甲所示，用彈簧測力計將重物緩慢地提升一定的高度，計算拉力所做的功。設(shè)物重為G，提高的高度為h。所做的功：W1=G·h（此時F=G）實驗設(shè)計:如圖乙所示，利用動滑輪把同一個重為G的物體，提高h(yuǎn)的高度。動力所做的功：W2=F′·s甲

乙理論分析:甲

乙所以：W1=W2結(jié)論：使用機械做的功和直接用手做的功相等。

使用機械做的功和直接用手做的功真的相等嗎？實際上，在使用動滑輪的時候，還得克服動滑輪的重力，以及繩子與滑輪之間的摩擦做功。所以，使用機械不能省功，還需要額外多做一部分功。大量實驗表明：使用任何機械都不能省功。想一想

用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是額外功。如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是額外功。判斷有用功和額外功，一定要弄清楚目的。

想想議議在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功越少越好。即額外功在總功中所占的比例越少越好。物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率。1.定義：有用功跟總功的比值叫做機械效率。

表示機械做功時，有用功在總功中所占的比例，是機械性能的重要指標(biāo)。4.特點：因為W有用<W總，所以，η

<100%。機械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位。2.公式：知識點二：機械效率起重機的機械效率是45%，它表示使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是45%，也可以說有用功在總功中占的比例是45%，另外的55％是額外功。起重機的機械效率是45%，它表示什么意義？5.一些機械的機械效率柴油機：28%～40%起重機：40%～50%抽水機：60%～80%6.怎樣才能提高機械的效率

減少額外功改進結(jié)構(gòu)，使其合理、輕巧經(jīng)常保養(yǎng)、定時潤滑，減小摩擦彈簧測力計、鉤碼、滑輪、坐標(biāo)紙、白板、細(xì)線等實驗器材:測量滑輪組的機械效率實驗原理:

實驗步驟:實驗1：用同一滑輪組拉動不同鉤碼至同一高度，計算機械效率；實驗2：用不同滑輪組拉動同一鉤碼至同一高度，計算機械效率。次數(shù)鉤碼所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功W總/J機械效率η123實驗記錄:視頻演示——《測量滑輪組的機械效率》1.動滑輪重一定時，物重越大，機械效率越高。

滑輪組的機械效率與提升重物的重力有關(guān)，不同的滑輪組機械效率不同。2.物重一定時，動滑輪越重，機械效率越低。實驗結(jié)論:影響滑輪組機械效率的因素：1.摩擦、繩重（輪與軸及輪與繩之間）：減小摩擦可以減少額外功，提高機械效率2.物重：物重增加，機械效率提高3.動滑輪重：動滑輪重減小，機械效率提高視頻演示——《機械效率》機械效率機械效率有用功和額外功額外功：為了達(dá)到工作目的，不得不做的功定義：有用功跟總功的比值有用功：為了達(dá)到工作目的，必須做的功總功：動力所做的所有功

W總

=W有

+W額

公式：(總小于1)測量滑輪組的機械效率1.小榮在課外興趣小組探究“影響滑輪組機械效率的因素”時，用同一套滑輪組完成了如圖所示的實驗。那么他想探究的是滑輪組機械效率的高低與下列哪個因素的關(guān)系()AA.被提升物體的重力

B.動滑輪的重力C.物體被提升的高度

D.所用拉力大小2.某同學(xué)探究“影響滑輪組的機械效率的因素”，他做了如圖所示的實驗，并測算了各次實驗的機械效率，關(guān)于他的實驗過程，下列說法中不正確的是()A.實驗時彈簧測力計應(yīng)在靜止時讀數(shù)B.根據(jù)①、②兩次實驗可知：滑輪組的機械效率與繩子的繞法無關(guān)C.根據(jù)②、③兩次實驗可知：同一滑輪組提起物重越大，機械效率越高D.為使實驗的結(jié)論更具可靠性，應(yīng)換用不同的裝置進行多次實驗歸納得出普遍規(guī)律A3.如圖所示是某建筑公司的電動高空升降作業(yè)平臺，其寬大的平臺和較高的承載能力使高空作業(yè)范圍更大；但是工作人員反映此類機器機械效率較低，主要原因是______________________________；若要提高該平臺的機械效率，可以采取什么措施？機器提升起升架所做額外功較多

可以通過增加工人及工具的重力，在額外功不變的情況下，提高有用功在總功中的占比，從而達(dá)到提高機械效率的目的（或者給機械加潤滑油減小摩擦，從而減少額外功，進而提高該平臺使用時的機械效率）4.如圖所示是一種小型千斤頂?shù)氖疽鈭D,當(dāng)手往下壓動搖臂時,