第十一章功與機械能11.3機械效率第1課時機械效率的概念情境導(dǎo)入課標(biāo)要求

在我國農(nóng)村尚未普及自來水的時期，人們常需從井中打水(現(xiàn)自來水已基本覆蓋).在從井中提水上來的過程中，人對哪些物體做了功？這些功都是人們希望做的嗎？對誰做的功才是有用的呢？1.知道機械效率.2.了解提高機械效率的意義和途徑.課前|自主預(yù)習(xí)課堂|探究學(xué)習(xí)課后|鞏固提升課前|自主預(yù)習(xí)1.有用功、額外功和總功(1)我們需要的、有價值的功叫做有用功；無利用價值卻又不得不做的功，叫做額外功，這種功是為了克服機械部件自身重力和摩擦力等而做的功.

(2)有用功與額外功之和叫做總功.

有用功額外功摩擦力總功

機械效率總功有用功機械效率百分?jǐn)?shù)額外功1課堂|探究學(xué)習(xí)課堂|探究學(xué)習(xí)課后|鞏固提升課前|自主預(yù)習(xí)

〔素材深挖〕如圖所示是用四種不同方法提升沙子的情景.(繩子的重力和摩擦力忽略)(1)四種方法的目的都是把沙子提到3樓，因此克服沙子的重力提升一定的高度所做的功都叫做有用功.圖中四種方法做的有用功都相同.

有用功、額外功、總功有用相同(2)第①種方法中克服人的重力和桶的重力所做的功叫額外功.

(3)第②種方法中克服桶的重力所做的功叫額外功，人拉繩的力所做的功叫總功.

(4)第③種方法中克服桶和動滑輪的重力所做的功叫額外功，人拉繩的力所做的功叫總功.

(5)第④種方法中克服沙袋和動滑輪的重力所做的功叫額外功，人拉繩的力所做的功叫總功.

額外額外總額外總額外總3.小明是學(xué)校的升旗手，在升旗過程中，克服旗的重力所做的功是有用功，克服繩子的重力所做的功是額外功，小明施加的拉力所做的功是總功.(均填“有用功”“額外功”或“總功”)

有用功

額外功總功

〔情境化原創(chuàng)〕某地鐵施工員用起重機將所受重力為3×103N的物體勻速提升了4m，起重機做的總功為2×104J，求：(1)起重機所做的有用功；解：(1)W有用=Gh=3×103N×4m=1.2×104J.機械效率(2)起重機所做的額外功；W額外=W總-W有用=2×104J-1.2×104J=8×103J.

4.學(xué)校正在進行綠化施工，有兩臺挖掘機在進行工作，甲挖掘機比乙挖掘機的機械效率高，當(dāng)它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同高度時，甲挖掘機與乙挖掘機相比，做的有用功相同，做的額外功較少，做的總功較少.(均填“較多”“較少”或“相同”)

相同較少較少

用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)將貨物向上勻速提升3m，已知動滑輪重40N，貨物重360N，拉力F為200N，不計繩重.求：(1)滑輪組做的有用功；滑輪組的機械效率的有關(guān)計算解：滑輪組做的有用功為W有用=Gh=360N×3m=1080J.(2)拉力做的功；由圖可得，承擔(dān)滑輪組的繩子段數(shù)為n=3，拉力移動的距離：s=nh=3×3m=9m，拉力做的功：W總=Fs=200N×9m=1800J.

5.(2025年東莞模擬)如圖所示，在超市購物時，小明用沿斜面向上150N的推力，將總重力為500N的小車勻速推到斜面頂端，用時20s.已知斜面高1.2m，長5m.此過程中小明做的有用功為

600

J，小明推力做功的功率為

37.5

W，該斜面的機械效率為

80%

.

60037.580%

課后|鞏固提升課堂|探究學(xué)習(xí)課后|鞏固提升課前|自主預(yù)習(xí)【基礎(chǔ)評價】6.關(guān)于機械效率和功率，下列說法正確的是()A.機械效率越高，機械做的有用功越多B.功率越大的機械，機械效率越大C.做功越多的機械，功率一定越大D.做功越快的機械，功率一定越大D7.某人將一箱書搬上樓，可以有兩種方法：一是把所有的書一起搬上樓；二是先搬一部分書上樓，再搬剩下的部分.假設(shè)他上樓的速度相同，則用這兩種方法搬書過程中，下列說法錯誤的是()A.第二種方法人做的總功多B.兩種方法人做的有用功相同C.第二種方法人做功的機械效率小D.第二種方法人做功的功率大D8.學(xué)校每周都要舉行升旗儀式，如圖所示是旗桿的頂部.已知國旗(包括短桿)的質(zhì)量為0.8kg，升旗手拉動國旗勻速上升需要的拉力是16N，g取10N/kg，則下列說法不正確的是()A.旗桿頂上滑輪的作用是改變力的方向B.國旗升高12m，手拉動繩子向下移動12mC.旗桿上滑輪的機械效率為50%D.滑輪生銹會導(dǎo)致滑輪機械效率變大D9.電工師傅用移動式升降機搶修一條動力外線，已知升降機的箱籃重900N，用升降機將重600N的電工師傅勻速提升8m，升降機做的有用功為

4800

J，升降機做的總功為

12000

J，升降機的機械效率是

40%

.(伸縮桿和所攜帶的工具質(zhì)量不計)

48001200040%10.某同學(xué)用如圖甲所示的滑輪組提升重210N的物體，不計各種摩擦，提升過程中拉力做功的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖乙所示，則總功為

3000

J，有用功為

2100

J，拉力為

100

N.

3000

2100

10011.如圖，利用一個滑輪組將重600N的重物勻速提高0.5m，在繩子自由端所用的拉力是300N，求：(1)滑輪組對重物做的功；解：滑輪組對重物做的功為W有用=Gh=600N×0.5m=300J.(2)拉力做的總功；繩自由端移動的距離為s=nh=3×0.5m=1.5m，拉力做的總功為W總=Fs=300N×1.5m=450J.(3)滑輪組的機械效率(百分號前保留一位小數(shù)).

【素養(yǎng)實踐】12.〔熱點素材〕如圖所示，工作人員正在用電動滑輪吊起神舟飛船部件.現(xiàn)將質(zhì)量為2t的飛船部件在10s內(nèi)勻速提升2m，電動滑輪的機械效率為80%，g取10N/kg.下列分析正確的是(

)A.用該電動滑輪提升1t的物體時，機械效率大于80%B.飛船部件的重力為2×103NC.電動滑輪的有用功為4×104JD.電動滑輪的功率為5×104WC13.