《机械效率》简单机械PPT

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第一部分内容：知 识 管 理 

1．有用功、额外功和总功

定义：(1)为了达到某一目的必须做的功，叫做_____；

(2)并非我们需要但又不得不做的功，叫做_____；

(3)有用功与额外功之和叫做_____。

关系：W总＝W有用＋W额。

区别：要判断某一部分功是有用功还是额外功，要看做功的目的。例如从井里打水时，对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功；打捞掉入井中的水桶时，若桶中带了水，则对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。

2．机械效率

定义：物理学中，将有用功跟总功的____叫做机械效率。

公式：η＝W有用 W总。

理解：机械效率通常是一个百分数，没有单位，因为有用功总是小于总功，机械效率必然小于1。

提高方法：提高机械效率的方法：(1)尽量减少额外功，采取减轻机械自重和加润滑油的办法减小摩擦；(2)当额外功一定时，在机械能承受的范围内，尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。

变形式：机械效率具有“可变性”。由公式η＝W有用 W总＝W有用 W额＋W有用＝W总－W额W总可知，若W额一定时，W有用越大，η越大，对同一个机械，它的效率是可变的，而不是一个确定值。

3．机械效率的测量(滑轮组)

原理：η＝W有用 W总＝GhFs。

测物理量：钩码的重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s。

器材：钩码、铁架台、滑轮、细线、刻度尺、弹簧测力计。

步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证弹簧测力计示数大小不变。

结论：影响滑轮组机械效率的因素：(1)动滑轮的重；(2)重物的重；(3)摩擦。

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机械效率PPT，第二部分内容：归 类 探 究 

类型之一　有用功、额外功和总功的区分

(2018•江苏无锡)用如图所示的滑轮组匀速提升200 N的重物G，竖直向上的拉力F为100 N，重物被提升1 m，不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法正确的是(　 　)

A．拉力做的额外功是100 J

B．动滑轮的重力为50 N

C．拉力做的总功是200 J

D．绳子末端移动的距离是2 m

【解析】有用功W有用＝Gh＝200 N×1 m＝200 J，由图知n＝3，则绳子末端移动的距离s＝3h＝3×1 m＝3 m，故D错误；拉力做的总功W总＝Fs＝100 N×3 m＝300 J，故C错误；拉力做的额外功W额＝W总－W有用＝300 J－200 J＝100 J，故A正确；不计绳重和滑轮的摩擦，由W额＝G动h可得，动滑轮的重力G动＝W额h＝100 J1 m＝100 N，故B错误。故选A。

【点悟】本题考查对有用功、总功和额外功的了解与掌握，从我们使用机械的目的出发，分析哪个是有用功，哪个是总功。

类型之二　机械效率的意义及计算

(2018•四川自贡)如图所示，用滑轮组提升重物时， 重400 N的物体在10 s内匀速上升了1 m。已知拉绳子的力F为250 N，则提升重物的过程中(　 　)

A．做的总功是400 J

B．拉力F的功率是25 W

C．绳子自由端被拉下1 m

D．滑轮组的机械效率是80%

【解析】由图知，n＝2，则绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×1 m＝2 m，故C错误；拉力做的总功W总＝Fs＝250 N×2 m＝500 J，故A错误；拉力F的功率P＝W总t＝500 J10 s＝50 W，故B错误；有用功W有用＝Gh＝400 N×1 m＝400 J，滑轮组的机械效率η＝W有W总＝400 J500 J＝0.8＝80%，故D正确。故选D。

【点悟】本题考查对功率的公式、机械效率公式、滑轮组s＝nh、有用功、总功的理解和运用，因条件已给出，难度不大。

【规律归纳】(1)机械效率是有用功与总功的比值。

(2)增加物重，其他条件不变，有用功增多，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率升高。

(3)机械效率高的机械，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，并不是说明做的额外功较少。

(4)机械做功的快慢是指功率，机械效率大小与功率大小没有关系。

类型之三　探究滑轮组的机械效率

(2018•山东滨州)小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2 N，测得的数据如下表。

(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。

(2)第1次实验测得的机械效率为_____。(结果保留两位有效数字)

(3)分析表中数据可知：第2次实验是用 _____图做的；第4次实验是用_____图做的。(均选填“甲”“乙”或“丙”)

(4)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，__________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率_____。

(5)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_______ (选填“有关”或“无关”)。

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机械效率PPT，第三部分内容：当 堂 测 评  

1．(对应例1) (2018•安徽滁州)小聪用桶从井里打水，小明从井里捞桶带上部分水，下列说法正确的是(　 　)

A．两人对桶做的功都是额外功

B．两人对水做的功都是有用功

C．小聪对桶做的功是有用功

D．小明对桶做的功是有用功

2．(对应例1)(2018•河南)如图所示，通过滑轮组用200 N的拉力F在5 s内将重500 N的物体匀速提升2 m，则下列说法正确的是(　 　)

A．有用功为1 000 J，额外功为4 00 J

B．有用功为1 000 J，额外功为200 J

C．拉力做功1 200 J，拉力的功率为200 W

D．拉力做功1 000 J，拉力的功率为240 W

3．(对应例2)下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是(　 　)

A．有用功越多，机械效率越高

B．同一起重机提起的货物越重，机械效率越高

C．额外功越少，机械效率越高

D．同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高

4．(对应例3)(四川成都)用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦)，下列做法能提高滑轮组机械效率的有(　 　)

A．增加物体被提升的高度

B．减轻动滑轮的重力

C．改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的股数

D．减少物体的重力

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机械效率PPT，第四部分内容：分 层 作 业 

1．(对应例1) (2018•河北石家庄)卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯。关于两人克服茶杯重力做功，下列说法正确的是(　 　)

A．都是有用功B．都是额外功

C．对喝茶的人而言是有用功D．对卖茶杯的人而言是有用功

2．(对应例2) (2018•安徽宣城)下列说法正确的是(　 　)

A．所有机械的机械效率都小于1

B．做功时间长的机械，功率一定小

C．效率高的机械，功率一定大

D．功率大的机械，做功一定多

3．(对应例1、2) (2018•山东淄博)甲升降机比乙升降机的机械效率高，利用它们分别把质量相同的物体匀速提升相同的高度。两者相比，乙升降机(　 　)

A．做的总功较少

B．做的总功较多

C．提升重物做的有用功较少

D．提升重物做的有用功较多

4．(对应例1、2)(2018•重庆)工人用如图所示的动滑轮，将重1 000 N的物体在5 s内匀速竖直提升了1 m，人对绳自由端的拉力F为600 N，不计绳重和摩擦。以下结论正确的是(　)

A．动滑轮的有用功为600 J

B．动滑轮的重力为400 N

C．滑轮的机械效率为83.3%

D．拉力F的功率为120 W

5．(对应例3) (2018•黑龙江哈尔滨)同学们“测量并探究影响滑轮组机械效率高低的因素”，使用了如图所示的装置，每个钩码重相同，每个滑轮重相同。下列说法正确的是(　 )

A．实验的原理是二力平衡条件

B．实验需要用到的测量仪器有弹簧测力计、刻度尺和停表

C．当钩码个数相同时，甲的机械效率比乙高

D．把钩码提升得越高，做的有用功越多，机械效率越高

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