第八讲：第三节、机械效率(原卷版+解析).docxVIP

第八讲：功和简单机械

第三节——机械效率

一、有用功、额外功和总功

1、有用功：在物理学中，把完成某项任务时有实用价值的功，叫做有用功，用W有表示。

2、额外功：把其他无实用价值而又不得不做的功，叫做额外功，用W额表示。

3、总功：有用功与额外功之和是总功，用W总表示，W总=W有+W额。

注意：

①有用功是为了达到目的人们必须做的对人们有用的功，如要想提水上楼，水重乘以提升高度就是有用功，公式为W有=Gh。

②额外功的产生主要有两种原因：

提升物体时，克服机械自重、容器重等所做的功，如用滑轮组提一桶水时，克服动滑轮重和桶重所做的功都是额外功，；

克服机械的摩擦所做的功是额外功，如使用滑轮组时，克服轮与轴之间的摩擦以及绳与轮之间的摩擦所做的功都是额外功。

③总功是人们在达到一定目的的过程中，实际做的功，一般指动力F做的功。公式为W总=FS。

二、机械效率

1、机械效率：有用功跟总功的比值叫做机械效率。

2、机械效率的计算公式：如果用表示机械效率（常用百分数来表示），那么。

注意：机械效率是有用功与总功之比，它只有大小，没有单位。由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示。

3、机械效率的意义

（1）机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。

（2）机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功中所占的比例大；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小比阻力小还是大。机械效率高不一定省力。

4、机械效率的比较

当总功一定时，机械做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高；

当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高；

当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。

注意：①机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成“有用功越多，机械效率越高”。

②机械效率的高低与是否省力及功率的大小无关。

③机械效率不是固定不变的。机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功与总功的比值，同一机械在不同次做功的过程中，提起的物重不同，机械效率往往会不同。

三、影响机械效率高低的因素

1、影响杠杆机械效率的因素：杠杆自身的重力、杠杆与物体之间的摩擦力，物体的重力。杠杆自身的重力越小、杠杆与物体之间的摩擦力越小、物重越大，机械效率越高。

2、影响滑轮组机械效率的因素：动滑轮的重力、绳的重力、滑轮与绳间的摩擦力、滑轮与轴间的摩擦力、物体的重力。动滑轮和绳的重力越小、滑轮与绳间的摩擦力越小、滑轮与轴间的摩擦力越小、物重越大，机械效率越高。

3、影响斜面机械效率的因素：斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度。斜面的倾斜程度越大、斜面越光滑，机械效率越高。

四、常见的机械效率

机械

图形

公式

杠杆

η==（有用功为物体上升高度做的功，总功为对物体做的功Gh或Fh）+对杠杆做的功Gh，一般不考虑摩擦）

斜面

η===（f为斜面上的摩擦力）

滑轮组（竖直方向）

η===

=（不计摩擦）

滑轮组（水平方向）

η==（f为物体在地面上的摩擦力）

知识巩固练

一、选择题

1、小丽用相同的滑轮和细绳组装了如图所示的甲、乙两种装置，并用它们将同一重物分别匀速提升相同的高度(不计绳重与摩擦，物重大于滑轮自重)。下列判断正确的是（）

A.甲较省力，机械效率较低B.甲较省力，机械效率较高

C.乙较省力，机械效率较低D.乙较省力，机械效率较高

2、如图1，同一水平面上，用水平向左的拉力F1匀速拉动重为G的物体A前进距离s；现在改用如图2滑轮装置，拉着物体A沿水平方向匀速移动相同的距离s，此时绳端拉力为F2，绳子长度不变。则（）

A．F2做的有用功为Gs

B．F2做的额外功为3F2s﹣F1s

C．该滑轮组的机械效率为

D．该滑轮组的机械效率为

3、如图所示，物体A重为GA物体B重为GB，每个滑轮重G动，物体A在物体B的作用下沿粗糙水平面向右做匀速直线运动。如果在物体A上施加一个水平向左的力F拉动A，使物体B匀速上升h（不计滑轮组中的摩擦及绳重），下列选项不正确的是（）

A．物体A向左匀速直线运动时，绳子对它的拉力为

B．物体B匀速上升时，滑轮组做的有用功为GBh

C．力F做的功为G动h+GBh

D．滑轮组的机械效率大小等于×100%

4、如图所示，小凯用拉力F提着重为G的物体匀速缓慢上升h，下列关于杠杆的有关说法正确的是（）

A．拉力F所做的总功为Fh

B．杠杆的机械效率是×100%

C．若把悬挂点从A点移至B点，把同一物体匀速缓慢提升相同的高度，拉力的大小与原来相同

D．若把悬挂点从A点移至B点，把同一物体匀速缓提升相同的高度，杠杆的机械效率提高

5、如图所示，有一斜面长为L，