12.3機械效率（第1課時）人教版物理八年級下冊

機械效率(第1課時)

生活中我們常常會遇到“效率”這個詞，例如學(xué)習(xí)效率、工作效率等。新課引入

利用機械幫助我們完成某項任務(wù)，也會涉及效率問題，我們稱為機械效率。那么機械效率的大小與什么因素有關(guān)呢？【問題與猜想】

人們使用杠桿、輪軸、滑輪等機械是為了達到一定的目的。在使用中，有的機械可以省距離，有的機械可以省力。雙臂救援機器人電動起重機汽車的方向盤

不使用機械直接提升物體做的功，與使用機械提升物體做的功相同嗎？使用機械是否省功（例：動滑輪）實驗探究如圖甲，用彈簧測力計將鉤碼緩慢地提升一定高度，計算拉力所做的功W甲。如圖乙，用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，再次計算拉力所做的功W乙。這兩次拉力所做的功一樣嗎？為什么？使用機械是否省功（例：動滑輪）實驗探究F甲=2NF乙=1.2Nh乙=0.2mh甲=0.2m計算兩次拉力做的功：F甲=2Ns甲=0.2mW甲=0.4J實驗結(jié)果表明：

使用機械不省功，由于機械有自重以及摩擦等因素的影響，使用機械反而要多做功。s甲=0.2ms乙=0.4mF乙=1.2Ns乙=0.4mW乙=0.48J總功：有用功與額外功之和.（W總=W有+W額）以使用動滑輪提升鉤碼進行分析②額外功（W額）要提升鉤碼，必須克服動滑輪和繩子的重力，同時還要克服摩擦做功。這些功是對人們無用但又不得不做的功叫做額外功。①有用功（W有）提升鉤碼是目的，有利用價值，克服鉤碼重力做的功是對人們有用的功叫做有用功。W有

=G·h③總功（W總）

人拉力做的功為總功

W總=Fs?用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是額外功。?如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是額外功。想想議議

在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功越少越好。即額外功在總功中所占的比例越少越好。物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率。一.機械效率5.機械效率總是小于1的，通常用百分數(shù)表示。1.意義：機械效率是反映機械做功性能的物理量。2.定義：有用功跟總功之比。3.符號：用“η”表示。4.公式：

η=W有W總解：起重機勻速提升重物所用的力與物體所受的重力大小相等：G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5×103N起重機提升重物所做的有用功：W有=Gh=5×103N×3m=1.5×104J起重機的電機做的總功：W總=3.4×104J因此，起重機的機械效率：例：起重機把質(zhì)量為0.5t的重物勻速提升了3m，而它的電動機所做功3.4×104J，起重機的機械效率是多少？g取10N/kg。一些機械的機械效率柴油機：28%～40%起重機：40%～50%抽水機：60%～80%汽油機22～27%噴氣發(fā)動機50～60%二.機械效率的三種類型類型1.滑輪組豎直提升重物如圖，利用滑輪組把重力為G的物體提高h

；F

為動力，s為繩子自由端移動的距離。①有用功：W有=Gh②總

功：W總=Fs③機械效率：

η=W有W總=GhFs④額外功：W額=G動h（不計繩重和摩擦）sh類型2：滑輪組水平拉動物體（不計滑輪及繩重）使用滑輪組用力F沿水平方向勻速拉動物體，物體與水平面的摩擦力為f，

s繩為繩子自由端移動的距離，s物為物體移動的距離。

①有用功：W有=fs物②總

功：W總=Fs繩③機械效率：

η=W有W總=fs物Fs繩

s繩

s物f類型3：用斜面提升物體

如圖，用力F沿斜面把重力為G的物體提高，h為斜面的高度，s為斜面的長度。f為物體與斜面間的摩擦力。①有用功：W有=Gh②總

功：W總=Fs③機械效率：

η=W有W總=GhFs④額外功：W額=fssf1．升旗過程中，克服旗的重力做的功是_________，克服摩擦力做的功是_________；人對繩子拉力做的功是_______.(填“有用功”“額外功”或“總功”)有用功額外功總功課堂訓(xùn)練2．工人利用如圖所示的滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升0.5m，工人所用的拉力F為600N，(不計摩擦和繩重)，求：①人的拉力做的功為多少J？②人通過滑輪組所做的有用功？③此滑輪組的機械效率為多少？④動滑輪的重力；

解：①由圖知n＝2，

拉力端移動距離

s=2h=2×0.5m=1m

拉力做的總功

W總＝Fs＝600N×1m＝600J.②工人做的有用功

W有＝Gh＝900N×0.5m＝450J

③滑輪組的機械效率

η=W有/W總=450J/600J=75%.④由于不計摩擦和繩重，拉力

F＝（G＋G動）/2所用動滑輪的重

G動＝2F-G＝2×600N-900N＝300N3.如圖所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物體沿水平面向左做勻速直線運動，物體與地面間的滑動摩擦力為48N。則：①滑輪組的機械效率為多少？②若物體的速度為0.2m/s，則拉力做功的功率是多少？

解：①由圖可知，n＝3，②功率

P＝Fv＝20N×3×0.2m/s＝12W4.在斜面上將一個重4.5