11.5 机械效率（解析版）.docxVIP

\o10.3物体的浮沉条件及应用11.5机械效率（解析版）

考点直击

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典例分析＋变式训练

典例分析＋变式训练

考点1机械效率的概念

（1）概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。

①有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。

②额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。

③总功：有用功与额外功的和叫总功。

④总功的计算：W总=Fs；W总=W有用+W额外

⑤有用功的计算方法：W有用=Gh；W有用=W总-W额外

⑥额外功的计算方法：W额外=G′h，W额外=f摩s；W额外=W总-W有用

（2）计算公式：用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，则：。

由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。

（3）提高机械效率的主要办法：

①在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施；

②在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。

【典例1】下列关于功、功率和机械效率的说法中，正确的是（）

A．功率大的机械，做功一定多 B．做功多的机械，效率一定高

C．功率大的机械，效率一定高 D．做功快的机械，功率一定大

【答案】D。

【解答】解：A、机械做功的多少与功率和时间有关，不知道做功时间，无法确定做功的多少，故A错误；

B、机械效率是指有用功占总功的比值，与做功的多少无关，故B错误；

C、机械效率是指有用功占总功的比值，功率大的机械，效率不一定高，故C错误；

D、功率是表示做功快慢的物理量，故做功快的机械，功率一定大，故D正确。

故选：D。

【典例2】某机械的机械效率为80%，使用它做400J的有用功，需同时做100J的额外功。

【答案】100。

【解答】解：由η＝得：W总＝；

W额＝W总﹣W有＝500J﹣400J＝100J。

故答案为：100。

【变式训练1】起重机的机械效率、功率与其对外做功多少的关系正确的是（）

A．做功越快的机器，功率一定越大 B．做功越多，机械效率一定越高

C．功率越大的机器做功一定越多 D．机械效率越高，做功一定越快

【答案】A。

【解答】解：A、功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，机器的功率就越大。故A正确；

B、机械效率是有用功与总功的比值，机械效率高低与做功多少无关。故B错误；

C、机器的功率大，说明做功快，但不能说明做功多。故C错误；

D、机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做功不一定快，功率不一定大。故D错误。

故选：A。

【变式训练2】某施工工地上，技术革新小组将一个滑轮组改进后提高了机械效率，用它把同样的物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比，则（）

A．总功不变，有用功增加了 B．总功不变，额外功减小了

C．额外功减小了，有用功不变 D．额外功不变，有用功增加了

【答案】C。

【解答】解：把同一物体匀速提升同样的高度，

由W＝Gh可知：利用滑轮组做的有用功相同，

滑轮组改进后提高机械效率，

由η＝×100%可知：改装后滑轮组做的总功减少，

由W总＝W有+W额知：改装后利用滑轮组做的额外功减少；

由上述分析得出，A、B、D都错，C正确。

故选：C。

考点2机械效率的计算和大小比较

机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下：

机械效率的大小比较：

（1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。

（2）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；

（3）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；

（4）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。

【典例3】利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（）

A．力F2做功的功率大 B．甲滑轮组做的有用功较大

C．乙滑轮组的机械效率高 D．乙滑轮组做的总功较大

【答案】C。

【解答】解：

由题意可知，两滑轮组的拉力关系为F1＝F2＝F，运动时间t、重物的重力G、重物上升的高度h均相同。

AD、由图可知，两滑轮组绳子的有效股数分别为n甲＝3，n乙＝2，即n甲＞n乙，

由s＝nh可知，两滑轮组绳子自由端移动的距离关系为s甲＞s乙，

因两滑轮组的拉力相等，

所以，由W＝Fs可得，甲、乙两个滑轮组的总功关系为W总甲＞W总乙，故D错误；

又因所用的时间相等，且W总甲＞W总乙，

所以，由P＝可知，力F1做功的功率大，