1、第五节第五节 机械效率机械效率第十章第十章 机械与人机械与人1课堂讲解课堂讲解2课时流程课时流程课后课后作业作业逐点逐点导讲练导讲练课堂课堂小结小结当堂当堂检测检测总功、额外功和有用功总功、额外功和有用功机械效率机械效率机械效率的变化机械效率的变化小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为了了省力省力。思考：思考：用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？为什么？为什么？知知1 1导导1知识点知识点有用功、额外功和总功有用功
2、、额外功和总功人提沙子做功人提沙子做功1对砂子做功对砂子做功2对桶做功对桶做功3克服自重做功克服自重做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功对砂子做功2对桶做功对桶做功3对动滑轮做功对动滑轮做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功对砂子做功2对口袋做功对口袋做功3对动滑轮做功对动滑轮做功知知1 1导导归归 纳纳知知1 1导导有有用功：用功：有实用价值功，用有实用价值功，用W有用有用表表示。示。额额外功：外功：没有实用价值但又不没有实用价值但又不 得不做的功得不做的功，用用W额额表示。表示。总总功：功：有用功与有用功与额外功的额外功的总和，用总和，用W总总表示表示。W总总=W有用有用+W额额外外
3、定义定义多选多选关于有用功与额外功的说法，正确的是关于有用功与额外功的说法，正确的是()A用水桶从井中提水时，对水做的功是有用功，而对水用水桶从井中提水时，对水做的功是有用功，而对水桶做的功是额外功桶做的功是额外功B用水桶从井中提水时，对水桶做的功是有用功，对水用水桶从井中提水时，对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功做的功是额外功C当水桶掉进井里，需要将水桶打捞上来时，对水桶做当水桶掉进井里，需要将水桶打捞上来时，对水桶做的功是有用功，而对桶内的水做的功是额外功的功是有用功，而对桶内的水做的功是额外功D从井中打捞水桶时，对水做的功是有用功，对水桶做从井中打捞水桶时，对水做的功是有用功，对水
4、桶做的功是额外功的功是额外功知知1 1讲讲（来自（来自点拨点拨）【例例1】A、C知知1 1讲讲【解析解析】用水桶从井中提水的目的是为了从井中得到水，所以用水桶从井中提水的目的是为了从井中得到水，所以 对水做的功是有用功，而对水桶做的功是我们不需要对水做的功是有用功，而对水桶做的功是我们不需要 但又不得不做的，是额外功，故但又不得不做的，是额外功，故A正确，正确，B错误；错误；从井中打捞水桶的目的是为了从井中捞起水桶，因此从井中打捞水桶的目的是为了从井中捞起水桶，因此 对水桶所做的功是有用功，对水所做的功是额外功，对水桶所做的功是有用功，对水所做的功是额外功，故故C正确，正确，D错误。错误。总总
5、 结结知知1 1讲讲拓展：三种机械各种功的比较拓展：三种机械各种功的比较机械功机械功杠杆杠杆滑轮组滑轮组(提重物提重物)斜面斜面有用功有用功W有用有用GhW有用有用GhW有用有用Gh额外功额外功克服杠杆本身克服杠杆本身重力、摩擦力重力、摩擦力所做的所做的功功W额外额外W总总W有用有用克服动滑轮重、绳重、克服动滑轮重、绳重、摩擦力所做的功摩擦力所做的功W额外额外W总总W有有用用若不计绳重、摩若不计绳重、摩擦力，擦力，W额外额外G动动h克服摩擦力所克服摩擦力所做的功做的功W额外额外W总总W有用有用W额外额外 fL总功总功W总总FsW总总FsW总总FL知知1 1练练用铁桶从井中打水，此过程中用铁桶从
6、井中打水，此过程中()A人对铁桶做的功是额外功人对铁桶做的功是额外功B人对水做的功是额外功人对水做的功是额外功C人对水和铁桶做的功都是额外功人对水和铁桶做的功都是额外功D人对水和铁桶做的功都是有用功人对水和铁桶做的功都是有用功1（来自（来自典中点典中点）A知知1 1练练【中考中考漳州漳州】亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为扛一袋质量为5 kg的大米，从一楼爬到三楼，爸的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短。则亮亮与爸爸所做的爸用时较短。则亮亮与爸爸所做的()A有用功相等有用功相等 B总功相等总功相等C总功率相等总功率相等 D有用功和总功的比值相等有用功和总功
7、的比值相等2（来自（来自典中点典中点）A知知2 2导导2知识点知识点机械效率机械效率你知道生活中的你知道生活中的“率率”一词吗？一词吗？种子的发芽率、树的成活率种子的发芽率、树的成活率粉笔利用率粉笔利用率时间的利用率时间的利用率 上述的几个上述的几个“率率”=有用的量有用的量/总量总量表示事物某一方面的优劣。表示事物某一方面的优劣。知知2 2讲讲 有用功有用功跟跟总功总功的的比值比值叫叫机械效率机械效率。机械效率一般用百分数表示，没有单位。机械效率一般用百分数表示，没有单位。机械效率会大于机械效率会大于1吗？为什么？吗？为什么？有用功总小于总功，所以机械效率总小于有用功总小于总功，所以机械效率
8、总小于1。100%WW 有有总总定义定义公式公式思考思考知知2 2讲讲机械效率公式：机械效率公式：100%WW 有有用用总总100%GhFS 物物动动力力动动力力 100%WWW 有有用用额额外外有有用用100%WWW 总总额额外外总总知知2 2讲讲起重机的机械效率是起重机的机械效率是60%它表示什么意思？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使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的，另外的40%是额外功。是额外功。知知2 2讲讲（来自（来自点拨点拨）图中剪刀剪纸的机械效率为图中剪刀剪纸的
9、机械效率为80%，这表示，这表示()A若作用在剪刀上的动力是若作用在剪刀上的动力是1 N，则阻力是，则阻力是0.8 NB若作用在剪刀上的阻力是若作用在剪刀上的阻力是1 N，则动力是，则动力是0.8 NC若作用在剪刀上的动力做功若作用在剪刀上的动力做功1 J，则有，则有0.2 J 的的功用于剪纸功用于剪纸D若作用在剪刀上的动力做功若作用在剪刀上的动力做功1 J，则有则有0.8 J 的功用于剪纸的功用于剪纸【例例2】D知知2 2讲讲【解析解析】利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为由机械效率为80%知，如果动力做功知，如果动力做功1
10、 J，有，有0.8 J用用 于剪纸，于剪纸，0.2 J是额外功。是额外功。1甲、乙两种机械的机械效率分别是甲、乙两种机械的机械效率分别是80%和和65%，则，则下列说法正确的是下列说法正确的是()A使用甲机械省力使用甲机械省力B使用甲机械做功快使用甲机械做功快C在相同的时间内，使用甲机械完成的功多在相同的时间内，使用甲机械完成的功多D乙机械的额外功在总功中占的比例大乙机械的额外功在总功中占的比例大知知2 2练练（来自（来自典中点典中点）D知知2 2练练2甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度，甲升降机比乙升降机的机械效率高。两者的高度，甲
11、升降机比乙升降机的机械效率高。两者相比，甲升降机相比，甲升降机()A做的总功较少做的总功较少B做的总功较多做的总功较多C提升重物做的有用功较少提升重物做的有用功较少D提升重物做的有用功较多提升重物做的有用功较多（来自（来自典中点典中点）A知知3 3讲讲3知识点知识点机械效率的变化机械效率的变化实验：实验：测滑轮组的机械效率测滑轮组的机械效率【实验目的实验目的】1.学习安装滑轮组。学习安装滑轮组。2.学习测滑轮组的机械效率。学习测滑轮组的机械效率。3.分析得出影响滑轮组机械效率的因素。分析得出影响滑轮组机械效率的因素。【实验原理实验原理】G100%100%sWhWF 有有用用总总知知3 3讲讲讨
12、论：讨论：为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？【实验器材实验器材】刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约约2m的细绳。的细绳。G100%100%sWhWF 有有用用总总知知3 3讲讲使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢？使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢？用弹簧测力计测钩码的重力用弹簧测力计测钩码的重力知知3 3讲讲你组装成的滑轮组！你组装成的滑轮组！知知3 3讲讲匀速拉动匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处，
13、从弹簧秤弹簧秤使钩码升高到某一位置处，从弹簧秤读出读出拉力拉力F的数值。的数值。钩码上升的高度钩码上升的高度(h)细绳自由端通过的距离细绳自由端通过的距离(s)知知3 3讲讲【实验步骤实验步骤】1.照课本图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码照课本图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G 的值，并记录表中。的值，并记录表中。2.匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹上升，读出弹 簧测力计所示拉力簧测力计所示拉力F的值的值，从刻度尺读出钩码升高，从刻度尺读出钩码升高 的距离的距离h和弹簧测力计移动的距离和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表，记录数据在表 格中。格
14、中。3.分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。4.再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。知知3 3讲讲实验次数实验次数物重物重G/N高度高度h/m有用功有用功W有有/J拉力拉力F/N距离距离s/m总功总功W总总/J机械效率机械效率【分析讨论分析讨论】1.比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？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？分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？【请你思考请你思考】影响滑轮组机械效率的因素影响滑轮组机械效率的因素1.滑轮组轮与轴及轮与
15、绳之间的摩擦滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 (减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率)2.所提升的物重所提升的物重 (物重增加，机械效率也提高物重增加，机械效率也提高)3.动滑轮的自重动滑轮的自重 (减少动滑轮的重力，机械效率也提高减少动滑轮的重力，机械效率也提高)知知3 3讲讲知知3 3讲讲【请你思考请你思考】如何提高机械效率如何提高机械效率？改进机械的结构，减小机械自重改进机械的结构，减小机械自重例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻例如：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。滑轮就可提高其机械效率。减小机械间的摩擦
16、力减小机械间的摩擦力例如：加强机械运动部位的润滑。例如：加强机械运动部位的润滑。知知3 3讲讲在在“探究滑轮组的机械效率探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组时，小明利用两组滑轮组进行了滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前轮测得前4组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第得第5组数据，测得数据如下表：组数据，测得数据如下表：（来自（来自点拨点拨）实验实验次数次数动滑轮重动滑轮重G动动/N物重物重G/N物体上物体上升高度升高度h/m动力动力F/N动力作用动力作用点移动距点移动距离离s/m滑轮组的滑轮组的机械效率机械效率
17、/%10.510.10.70.347.620.510.20.70.647.630.520.11.10.360.640.540.120.35140.10.5【例例3】知知3 3讲讲(1)请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法；绕绳方法；(2)实验中应沿竖直方向实验中应沿竖直方向_拉动弹簧测力计；拉动弹簧测力计；(3)表格中编号处数据应为表格中编号处数据应为_；根据图乙中弹；根据图乙中弹 簧测力计可知编号数据应为簧测力计可知编号数据应为_N；（来自（来自点拨点拨）匀速匀速66.71.6知知3 3讲讲(4)由表中第由表中第1、2组数据可知，同
18、一滑轮组的机械效率组数据可知，同一滑轮组的机械效率与与_无关；无关；(5)由表中第由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和与摩擦和_有关；有关；(6)有的同学认为：有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越机械越省力，它的机械效率越高高”，你认为这句话是，你认为这句话是_(填填“正确正确”或或“错错误误”)的；你是用小明收集的数据中的；你是用小明收集的数据中_两组数两组数据对比分析来判断的。据对比分析来判断的。（来自（来自点拨点拨）物体被提升的高度物体被提升的高度错误错误4、5被提升的物重被提升的物重知知3 3讲讲(1)由前由前4组实验数据知，组实
19、验数据知，s3h，所以滑轮组由，所以滑轮组由3段绳段绳 子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示；子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示；(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才 能准确测出拉力的值；能准确测出拉力的值；(3)66.7%；由图知，弹簧测力计的分度值为由图知，弹簧测力计的分度值为0.2 N，所以其示，所以其示 数为数为1.6 N；【解析解析】G4N0.1m100%100%100%s2N0.3mWhWF 有有用用总总知知3 3讲讲(4)第第1、2组数据，动滑轮重、物体重相同，物体被提组数据，动滑轮重、物体重相同，物体被提 升的
20、高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的升的高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的 机械效率与物体被提升的高度无关；机械效率与物体被提升的高度无关；(5)第第3、4组数据，动滑轮、物体被提升的高度相同，组数据，动滑轮、物体被提升的高度相同，被提升的物体重不同，机械效率不同，可知同一滑被提升的物体重不同，机械效率不同，可知同一滑 轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关；轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关；知知3 3讲讲(6)由表格中数据知，第由表格中数据知，第5组滑轮组由组滑轮组由5段绳子承担物重，段绳子承担物重，=50%由计算可知，第由计算可知，第5组比第组比第4组滑轮组省力，但组滑轮组
21、省力，但 机械效率更低，所以机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率机械越省力，它的机械效率 越高越高”的说法不正确。的说法不正确。G4N0.1m100%100%100%s1.6N0.5mWhWF 有有用用总总总总 结结知知3 3讲讲 此题是此题是“探究滑轮组的机械效率探究滑轮组的机械效率”实验，考查了实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组机滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组机械效率的因素，同时考查了有关滑轮组的组装及弹簧械效率的因素，同时考查了有关滑轮组的组装及弹簧测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。1施工工地上，一
22、个滑轮组经改进后提高了机械效率，施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后和改用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比较进前相比较()A总功不变，有用功增加总功不变，有用功增加 B总功不变，额外功减少总功不变，额外功减少C有用功不变，总功减少有用功不变，总功减少 D做的有用功减少做的有用功减少知知3 3练练（来自（来自典中点典中点）C知知3 3练练2【中考中考长春长春】工人师傅利用如图所示的装置匀速提工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是()A增大提升重物的速度，可
23、以增大有用功增大提升重物的速度，可以增大有用功B减小定滑轮的重力，可以减小额外功减小定滑轮的重力，可以减小额外功C增大提升重物的高度，可以提高机械效率增大提升重物的高度，可以提高机械效率D减小动滑轮的重力，可以提高机械效率减小动滑轮的重力，可以提高机械效率（来自（来自典中点典中点）D1知识小结知识小结有用功有用功额外功额外功总功总功机械效率机械效率100%WW 有有用用总总（来自（来自典中点典中点）1.有用功有用功跟跟总功总功的的比值比值叫叫机械效率机械效率，机械效率，机械效率永远小永远小 于于1。2.机械效率指的是机械效率指的是有用功在总功中占的比例有用功在总功中占的比例，与功率，与功率 没
24、有必然的关系。没有必然的关系。3.有用功和总功的认识：有用功和总功的认识：机械机械做功目的做功目的有用功有用功(W有有)总功总功(W总总)杠杆杠杆使物体上升一定使物体上升一定的高度的高度GhFs滑轮组滑轮组斜面斜面滑轮组滑轮组使物体水平前进使物体水平前进fs物物FsF（来自（来自典中点典中点）【中考中考德阳德阳】关于功率、机械效率的说法正确的】关于功率、机械效率的说法正确的 是是()A做功多的机器机械效率一定高做功多的机器机械效率一定高B机械效率高的机器功率一定大机械效率高的机器功率一定大C功率小的机器做功慢功率小的机器做功慢D功率大的机器做功时间一定短功率大的机器做功时间一定短2易错小结易错
25、小结易错点：易错点：混淆了功、功率和机械效率的关系混淆了功、功率和机械效率的关系C（来自教材）（来自教材）解：解：不能，因为使用任何机械都要做额外功。不能，因为使用任何机械都要做额外功。机械的机械效率能不能大于或等于机械的机械效率能不能大于或等于100%？为什么？为什么？从提高起重机的机械效率来看，你有哪些建议？从提高起重机的机械效率来看，你有哪些建议？12解：解：减小吊钩等起吊部分机械自重，减小提升时需要克减小吊钩等起吊部分机械自重，减小提升时需要克服的摩擦，提升重力较大的货物。服的摩擦，提升重力较大的货物。（来自教材）（来自教材）某建筑工人用大小为某建筑工人用大小为600 N的拉力的拉力F
26、，通过定滑轮，通过定滑轮将重为将重为500 N的重物匀速提升的重物匀速提升2 m(如图如图)。求：。求：(1)这名建筑工人做的有用功是多少？这名建筑工人做的有用功是多少？(2)这名建筑工人做的总功是多少？这名建筑工人做的总功是多少？(3)此定滑轮的机械效率是多少？此定滑轮的机械效率是多少？3解：解：(1)W有有Gh500 N2 m1 000 J；(2)W总总Fs600 N2 m1 200 J；(3)1000J100%=100%83.3%1200JWW有有总总。（来自教材）（来自教材）某人用某人用100 N的力，沿竖直方向将杠杆动力臂的的力，沿竖直方向将杠杆动力臂的端点压下端点压下2 m，杠杆的
27、另一端将，杠杆的另一端将320 N的重物举高的重物举高0.5 m，则他做的有用功是多少？杠杆的机械效，则他做的有用功是多少？杠杆的机械效率是多少？率是多少？4解：解：W有有Gh320 N0.5 m160 J；W总总Fs100 N2 m200 J；160J100%=100%=80%200JWW有有总总。如图所示，升旗过程中，克服旗的重力做的功是如图所示，升旗过程中，克服旗的重力做的功是_，克服绳子重力做的功是，克服绳子重力做的功是_，拉，拉力做的功是力做的功是_。(均填均填“有用功有用功”“”“额外功额外功”或或“总功总功”)（来自（来自典中点典中点）5有用功有用功额外功额外功总功总功俗话说俗话
28、说“竹篮打水一场空竹篮打水一场空”，此过程中，对，此过程中，对_做的功是有用功，对做的功是有用功，对_做的功是额外功，做的功是额外功，这一现象所包含的物理道理是机械效率这一现象所包含的物理道理是机械效率_(填填“高高”或或“低低”)。（来自（来自典中点典中点）6水水竹篮竹篮低低【中考中考泉州泉州】如图所示，用甲、乙两种装置匀速提如图所示，用甲、乙两种装置匀速提升同一重物，若每个滑轮重相同，且物重大于滑轮升同一重物，若每个滑轮重相同，且物重大于滑轮重，不计摩擦及绳重。则下列说法正确的是重，不计摩擦及绳重。则下列说法正确的是()A甲较省力，机械效率较低甲较省力，机械效率较低B乙较省力，机械效率较低
29、乙较省力，机械效率较低C甲较省力，机械效率较高甲较省力，机械效率较高D乙较省力，机械效率较高乙较省力，机械效率较高（来自（来自典中点典中点）7B【中考中考烟台烟台】用四只完全相同的滑轮组成如图所】用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度。若用相同的高度。若用甲甲、乙乙表示甲、乙两滑轮组的表示甲、乙两滑轮组的机械效率，机械效率，W甲甲、W乙乙表示拉力所做的功表示拉力所做的功(不计绳重不计绳重与摩擦与摩擦)，则，则()A甲甲乙乙，W甲甲W乙乙 B甲甲乙乙，W甲甲W乙乙C甲甲乙乙，W甲甲W乙乙 D甲甲乙乙，W甲甲W乙乙8（来自（来自典中点典中点）C 请完成请完成典中点典中点 、板块板块 对应习题！对应习题！
