第三节 机械效率
复习提问：
1、功的两个要素：
一是作用在物体上的力。
二是物体在力的方向上通过的距离。
2、功的计算公式：
讨论：
通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100牛的重物，使重物提高2米。
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W手=Gh=100N×2m=200J
W用机械=FS=60N×4m=240J
为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ？
F
S=2h=2×2m=4m
人提沙子做功
1对砂子做功
2对桶做功
3克服自重
做功
人拉滑轮做功
1对砂子做功
2对桶做功
3对动滑轮做功
人拉滑轮做功
1对砂子做功
2对口袋做功
3对动滑轮做功
1.有用功：对人们有用的功。
举高重物时：
W有=G物·h
一、有用功、额外功、总功
2、额外功：人们不需要但又
不得不做的功。
（1）克服机械自重做的功
W额外=G动滑轮·h
使用动滑轮或滑轮组时：
（2）克服机械间的摩擦做的功
3、总功：
有用功和额外功的和，叫总功。
W总=W有用+ W额外
公式（1）
公式（2）
W总=F·S
用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?
目的：提水
提水所做的功是有用功;
提水桶所做的功是额外功。
思考：
如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?
目的：捞桶
提水桶所做的功是有用功;
提水所做的功是额外功。
思考：
二、机械效率
有用功跟总功的比值叫机械效率
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
思考:机械效率会大于１吗？为什么？
公式：
机械效率一般用百分数表示，没有单位
机械效率分析：
（1）因为有用功总小于总功，
所以机械效率总小于1。
（2）机械效率通常用百分数来表示。
例如：
某起重机的机械效率70%，它表示什么意思？
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%。
离心式水泵60%－80%
柴油机28%－37%
起重机40%－50%
汽油机 22%－27%
电动机 80%－90%．
燃气轮机 20%－30%．
1804年特雷维辛克发明的蒸汽机车．
蒸汽机的效率通常只有6%－15%．
空气喷气发动机 50%－60%
1、请你判断：下面说法中是否正确？

1．有用功越多，机械效率越高（ ）
2．额外功越少，机械效率越高（ ）
3．物体做功越慢，机械效率越低（ ）
4．做总功越多，机械效率越高（ ）
5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ）
6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ）
7．机械效率越高，越省力（ ）
√
√
×
×
×
×
×
堂堂清练习巩固
三、实验探究
探究一：测滑轮组的机械效率
滑轮组提高重物时:
W有用＝ G物 h
W总 ＝ F s
S= n h
实验原理
实验步骤：
照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的值，并记录表中。
匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表格中。
分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。
再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。
“议一议”：
1、对于同一个机械，如果使用情况不同，机械效率相同吗？有何特点呢？ 为什么？
不相同。
对于同一个机械，机械的自重和摩擦不变，所以机械的额外功不变
所挂的重物越大，有用功越多，则有用功所占的比例越大
所以，对于同一个机械，所挂的重物越大，机械效率越高
3、通过实验探究，你认为如何才能提高机械的机械效率？
增大有用功所占的比例：额外功一定时，增加有用功
减小额外功所占的比例：有用功一定时，减小额外功
“议一议”：
2、对于不同的机械，如果所挂的重物相同，那么机械效率会相同吗？为什么？
机械对外所做的有用功一定时，机械本身的重力和摩擦越小，额外功就越小，则有用功所占的比例越大
所以，对于不同的机械，如果所挂的重物相同，机械本身的重力和摩擦越小，机械效率越高。
1、比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？
2、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？
影响滑轮组机械效率的因素
1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦
2、动滑轮的自重
3、所提升的物重
4、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关！
请你思考
提高机械效率 的方法
2、改进机械的结构，减小机械自重
1、减小机械间的摩擦力。
请你思考
例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。
例如：加强机械运动部位的润滑.
3、增加物重，让机械尽量满负荷工作。
有用推论：(竖直放置）
想一想：
滑轮组水平放置时，怎样？
滑轮组水平拉动物体时:
W有用＝ f s物
W总 ＝ F s绳
S绳= ns物
有用推论：(水平放置）
探究 二、 斜面的机械效率
1、提出猜想：
斜面的机械效率可能和 有关。
2、参考器材：
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺
3、探究过程：
斜面的坡度
⑴实验装置：
F
S
h
⑵实验过程：
①测量小木块的重力G，记录数据；
③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。
②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。
⑶注意事项：
①要匀速拉动物体。
②拉力要与斜面平行。
③及时记录数据。
4、记录表格：
结论：斜面越陡，省力越少，机械效率越高。
实验前请猜想:
1.你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系?
2.斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?
小结：
1、有用功、额外功、总功
2、机械效率
3、斜面的机械效率与坡度有关
3、如图所示，斜面长10m，高2m，工人要沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：（1）工人做的有用功、总功、和额外功；（2）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。
1、如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少?
G
W有=Gh=240 N×0.1m=24J
W总=FS=100 N×0.3m=30J
堂堂清练习巩固
2、一台起重机将重3600N的货物提高4m。如
果额外功是9600J，起重机做的有用功是
多少？总功是多少？机械效率是多少？
3、一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？
同学们，其实生活中处处都有美丽的景色，我们要善于去发现美，感受美，愿你们每个人的心中都有一片美的天地！