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1、第十章第十章 机械与人机械与人第第5 5节节 机械效率机械效率你到学校上学，直接用你到学校上学，直接用手抱着书去和用书包装手抱着书去和用书包装着书拉过去在做功方面着书拉过去在做功方面有什么区别？有什么区别？目的是让学生到学目的是让学生到学校，用摩托车送时，校，用摩托车送时，有没有不想做的功有没有不想做的功产生？产生？小明家小明家住在二楼，住在二楼，买了一些买了一些沙子，可以用定滑轮和动滑沙子，可以用定滑轮和动滑轮轮，使用动滑轮，使用动滑轮的目的是为的目的是为了？了？ 思考思考：两次做功：两次做功的多少相等吗的多少相等吗？一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功1 1、有用功、有用功（w
2、 w有有）：使用机械时对人们有用的功使用机械时对人们有用的功喝水时喝水时对水做的功对水做的功滑轮组提升物体滑轮组提升物体时时对物体做的功对物体做的功2 2、额外、额外功功（w w额额） ：人们不需要但又人们不需要但又不得不做不得不做的功的功喝水时喝水时对瓶子做的功对瓶子做的功滑轮组提升物体滑轮组提升物体时时对动滑轮、绳对动滑轮、绳子和克服摩擦做子和克服摩擦做的功的功3 3、总、总功（功（w w总总） ： 有用功与额外功的总和有用功与额外功的总和喝水时喝水时对水和瓶子做的功对水和瓶子做的功滑轮组提升物体滑轮组提升物体时时绳子自由端拉绳子自由端拉力做的功力做的功 请分别计算出三种情况下请分别计算出
3、三种情况下有用功、额外有用功、额外功和总功功和总功分别是多少？分别是多少？把把100N的沙的沙子运上子运上3楼。楼。人提沙子做人提沙子做功功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功W W1 1 = 600 = 600 J J克服自重做功克服自重做功总功总功 3120J3120J额外功额外功2520 J2520 J沙子重沙子重100 100 N N 人人体重体重400400 N N 动滑轮重动滑轮重10 10 N N 桶重桶重 20 20 N N 口袋重口袋重 5 5 N N 地面到三楼高地面到三楼高 6 6 m m W W2 2 = 120 J= 120 JW W3 3 = 2400 J= 240
4、0 J有用功有用功600 J600 J对沙子做功对沙子做功W W1 1 = 600 J= 600 J对桶做功对桶做功对动滑轮做功对动滑轮做功有用功有用功600J600J额外功额外功180J180J沙子重沙子重100100 N N 人体重人体重400400 N N 动滑轮重动滑轮重1010 N N 桶重桶重2020 N N 口袋重口袋重5 5 N N 地面到三楼高地面到三楼高6 6 m m W W2 2 = 120 J= 120 JW W3 3 = 60 J= 60 J总功总功 780J780J对沙子做对沙子做功功对口袋做功对口袋做功对动滑轮做功对动滑轮做功沙子重沙子重100 100 N N 人
5、体重人体重400400 N N 动滑轮重动滑轮重1010 N N 桶重桶重2020 N N 口袋重口袋重5 5 N N 地面到三楼高地面到三楼高 6 6 m m W W1 1 = 600 J= 600 JW W2 2 = 30 J= 30 JW W3 3 = 60 J= 60 J有用功有用功600J600J额外功额外功90J90J总功总功 690 J690 J600J3120J100%600J780J100%600J690J100%19%77%87%二、二、机械效率：机械效率：1 1定义：定义：有用功有用功与与总总功功的比值。的比值。2 2公式：公式：3 3用百分数用百分数表示表示。4 4.
6、.额外功不可避免，故额外功不可避免，故机械效率一定小于机械效率一定小于1 1。有用功相同时有用功相同时，额外功越小，机械效率越大。，额外功越小，机械效率越大。 额外功相同时额外功相同时，有用功越大，机械效率越大。，有用功越大，机械效率越大。 W有用有用W总总100%常见机械的效率常见机械的效率 滑轮组滑轮组 50%70% 50%70% 起重机起重机 40%50% 40%50% 抽水机抽水机 60%80%60%80%离心式水泵离心式水泵 60%80%60%80% 因此，使用机械时，要充分发挥机械设备因此，使用机械时，要充分发挥机械设备的作用，减小额外功以提高机械效率。的作用，减小额外功以提高机械
7、效率。F；s；v绳绳G；h三三、滑轮组中的、滑轮组中的机械效率机械效率动滑轮下绳子做功：动滑轮下绳子做功：W有有=Gh绳子自由端拉力做功：绳子自由端拉力做功：W总总=FS机械效率：机械效率：F；s绳绳；v绳绳f；s物物；v物物克服摩擦力做功：克服摩擦力做功：W有有= f S物物绳子自由端拉力做功：绳子自由端拉力做功：W总总=FS绳绳机械效率：机械效率：100100% % W W有用有用W W总总400J400J480J480J练习：练习：用一个动滑轮用一个动滑轮，将，将200N200N的物体匀速提升的物体匀速提升2m2m，所用拉力所用拉力F F为为120N120N，此动滑轮的机械效率是多少？，
8、此动滑轮的机械效率是多少？已知：已知：G G=200N=200N，h h=2m=2m，F F=120N=120N，s s=2h=4m=2h=4m解：解：W W有有= =GhGh=200N=200N2m=400J2m=400J W W总总= =FsFs=120N=120N4m=480J4m=480J 83.3%83.3%例：例：如图如图，忽略绳重和摩擦，用拉力，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉拉着着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移的重物匀速上升，绳子自由端移动动1 m，动滑轮重力，动滑轮重力2 N，求：（求：（1）拉力）拉力F；（2）物体上升的距离；）物体上升的距离；（3）有用功，总功，机械效率。
9、）有用功，总功，机械效率。66N2m10J12J83.3%四、四、测滑轮组的机械效率：测滑轮组的机械效率：WGhWFs 有有总总 实验原理实验原理 实验器材实验器材 注意事项注意事项 弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺、铁架、铁架台台、滑轮、细线、钩码。、滑轮、细线、钩码。竖直竖直向上，向上，缓慢缓慢拉动测力计。拉动测力计。G/Nh/mF/Ns/mW有有/JW总总/J123F实验实验1：保持动滑轮保持动滑轮重一定，改变钩码重力。重一定，改变钩码重力。结论：结论： 动滑轮重动滑轮重一定一定, ,物重物重越大越大，机械效率，机械效率越高越高。 G/NG动动/Nh/mF/Ns/mW有有/JW总总/
10、J12实验实验2：保持钩码保持钩码重力一定，改变动滑轮重。重力一定，改变动滑轮重。结论结论：物物重重一定，动滑轮一定，动滑轮越重越重，机械效率，机械效率低低。FF 2210.10.1120.30.40.20.20.30.866.7%25%4例：例：关于机械效率关于机械效率，下列说法正确的是（，下列说法正确的是（ ）A .机械效率高的机械做功一定多机械效率高的机械做功一定多B .使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高C .没有摩擦时，机械效率一定等于没有摩擦时，机械效率一定等于100%D .做同样的有用功，额外功越小，机械效率越大做同样的有用功，额外功越
11、小，机械效率越大C例：例：用滑轮组将用滑轮组将重重400 N的物体提高的物体提高3m，已知滑轮，已知滑轮组的机械效率是组的机械效率是80，则总功、额外功分别为，则总功、额外功分别为( ) A.300J、1500J B.1500J、300J C.1200J、1500J D.1500J、1200JB例：例：某某建筑工地的工人师傅用图所示的滑轮组提升质建筑工地的工人师傅用图所示的滑轮组提升质量为量为72kg的重物的重物A，动滑轮重，动滑轮重120N，物体，物体A以以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升了的速度沿竖直方向匀速上升了20s，不计绳重，不计绳重和摩擦，取和摩擦，取g =10Nkg 求：（求：（1）拉力拉力20s做了多少功？做了多少功？（2）拉力做）拉力做功的功率是多少功的功率是多少？（3）滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率是是多少？多少？16801680J J84w84w85.7%85.7%