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1、第十二章 第节机 械 效 率一、复习1 1、功的两个必要因素：、功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；一是作用在物体上的力； 二是物体在力的方向上通过的距离二是物体在力的方向上通过的距离。2 2、功的计算公式：、功的计算公式：W=FSW=FSW=GhW=Gh或或 一个人用水桶从井里打水一个人用水桶从井里打水, ,都对谁做都对谁做了功？对谁做的功是了功？对谁做的功是我们的目的我们的目的，是有是有用的？用的？对谁做的是没有用的功对谁做的是没有用的功? ? 对水做了功，对桶做了功。对水做功是我们的目的，是有用的功，对桶做功不是我们的目的，对我们而言是没有用的功，但为了打水又不得不对桶做功。为了为了
2、实现目标实现目标而而必须要做的功必须要做的功，用，用 表示。表示。1、有用功：、有用功：W有有2、额外功：、额外功：在实现目标时，人们在实现目标时，人们不需要但又不得不做的功不需要但又不得不做的功，用，用 表示。表示。W额额3、总功：、总功：有用功加上额外功就是有用功加上额外功就是总共做的功总共做的功，用，用 表示。表示。W总总W总总 = W有有 + W额额GF有用功实质有用功实质是不用机械而直是不用机械而直接用手做的功，接用手做的功，总功实质总功实质是使用机械时拉力是使用机械时拉力所做的功。所做的功。W有有=Gh W总总=FsW W有有小于小于W W总总, ,所以使用任何机械都不省功。所以使
3、用任何机械都不省功。 若桶掉在水中若桶掉在水中, ,把装满水的桶捞起把装满水的桶捞起来来, ,则有用功又是什么？额外功又是什则有用功又是什么？额外功又是什么？么？对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。所谓的有用功额外功是相对于我们的目所谓的有用功额外功是相对于我们的目的而言。的而言。想一想在你从井中提水的过程中，你的愿望在你从井中提水的过程中，你的愿望是让是让有用功有用功在总功中占的在总功中占的比例大比例大一些呢？一些呢？还是让还是让额外功额外功在总功中占的在总功中占的比例大比例大一些呢？一些呢？ 在使用机械工作时，有用功在总功中所占在使用机械工作时，
4、有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。理学中表示为机械效率。二、机械效率：1定义：有用功跟总功的比值。2公式：WW 有有总总3用百分数表示。总小于1。没有单位没有单位起重机的机械效起重机的机械效率是率是45%，它表，它表示什么意思？示什么意思？ 使用起重机提升重物时所做的使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功有用功跟总功的比值是的比值是45%，也可以说，也可以说有用功在总功中所占有用功在总功中所占的百分比是的百分比是45%，另外的，另外的55是额外功是额外功。4、理解机械效率的含义：、理解机械效率的含义：离心式水
5、泵离心式水泵60%80%柴油机柴油机28%37%起重机起重机40%50%汽油机汽油机 22%27%生活中常见机械的机械效率生活中常见机械的机械效率我们希望机械效率越大越好没有！没有！有没有机械效率为有没有机械效率为100%的机械？为什么？的机械？为什么？使用任何机械都使用任何机械都不可避免不可避免地要地要做额外功做额外功，因此，因此，有用功总是小于总功有用功总是小于总功，而，而所以所以总是小于总是小于1。 总有用WW绳重、绳与滑轮绳重、绳与滑轮之间的摩擦之间的摩擦动滑轮重、绳重、绳与滑动滑轮重、绳重、绳与滑轮之间的摩擦轮之间的摩擦机械自重和摩擦机械自重和摩擦5、使用机械时产生额外功的原因：、使
6、用机械时产生额外功的原因：机械自重和摩擦机械自重和摩擦5、使用机械时产生额外功的原因：、使用机械时产生额外功的原因：杠杆的自重、杠杆与杠杆的自重、杠杆与支点之间的摩擦支点之间的摩擦物体与斜面间物体与斜面间的摩擦的摩擦b、改进机械的结构，减小机械自重改进机械的结构，减小机械自重 a、减小机械间的摩擦力。减小机械间的摩擦力。例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。用较轻滑轮就可提高其机械效率。例如：加强机械运动部位的润滑例如：加强机械运动部位的润滑.a a、 增加物重。增加物重。6 6、如何提高机械效率、如何提高机械效率（2
7、 2）、增大有用功所占的比例：额外功一定时，增加）、增大有用功所占的比例：额外功一定时，增加有用功有用功（1 1）、减小额外功所占的比例：有用功一定时，减）、减小额外功所占的比例：有用功一定时，减小额外功小额外功GFGF1、使用下面的两个滑轮组，提升相同的重物，提、使用下面的两个滑轮组，提升相同的重物，提升相同的高度，哪个机械效率大？升相同的高度，哪个机械效率大？动滑轮个数较少，动滑轮个数较少，自重轻，绳子股数自重轻，绳子股数少，摩擦也小，额少，摩擦也小，额外功较少外功较少动滑轮个数动滑轮个数较多，绳子较多，绳子股数多，额股数多，额外功较多外功较多将相同重物提升相同将相同重物提升相同高度，做有
8、用功相同高度，做有用功相同课堂练习课堂练习左边的机械效率大左边的机械效率大2如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1 m，动滑轮重力2 N，求：（1）拉力F；（2）物体上升的距离；（3）有用功，总功，机械效率。F 实验原理 实验器材 注意事项 弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。竖直向上，缓慢拉动测力计。WGhWFs 有有总总hFnhGnFG/N h/mF/N s/mW有有/JW总总/J123F实验1保持动滑轮重一定，改变钩码重力。结论： 动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。 10.10.530.11.583.388.94.530.20.431.5
9、0.1420.10.8366.7=0.5N=0.8N=1.5NG/Nh/m F/N s/m W有有/J W总总/J122.条件：物重一定实验2保持钩码重力一定，改变动滑轮重。结论： 物重一定，动滑轮越重，机械效率低。FF 1、请你判断：、请你判断：下面说法中是否正确下面说法中是否正确？1有用功越多，机械效率越高（有用功越多，机械效率越高（ ）2额外功越少，机械效率越高（额外功越少，机械效率越高（ ）3物体做功越慢，机械效率越低（物体做功越慢，机械效率越低（ ）4做总功越多，机械效率越高（做总功越多，机械效率越高（ ）5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（高（ ）6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（高（ ）7机械效率越高，越省力（机械效率越高，越省力（ ）知识小结知识小结一、机械的三种功：有用功有利用价值的功。总功动力对机械所做的功。额外功对人们无利用价值而又不得不做的功。额外有用总WWW二、机械效率：1、定义：有用功与总功的比值。额外有用有用总有用公式WWWWW%100:2、公式讨论：1)(01)(0所以理想情况所以实际存在额外额外WW