粗话大全-林觉民妻子

机械效率
（基础）

【学习目标】
1、知道有用功、额外功、总功；
2、理解机械效率定义、大小范围、表示方法、公式、影响因素；
3、知道有用功、额外功、总功关系式；
4、理解机械效率的计算及公式。

【要点梳理】
要点一、有用功、额外功、总功
1、功的原理：使用机械时，人们所 做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械
都不省功。
在理想情况下，使用机械所做的功等于不使用机械所作的功。
在实际情况中，使用机械所做的功大于不使用机械所作的功。
2、有用功：为了达到某一目的而必须做 的功。如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功。利用机
械工作时对工作目的物做的功叫有用功。 3、额外功：对人们完成某件事情来说没有用，但又不得不做的功，如提沙子上楼时对桶、滑轮等
做 的功就是额外功。
4、总功：使用机械时，动力做的功，例如：用桶从井中打水。由于工作目的是水， 所以对水做的
功是有用功，对桶做的功是额外功，人在整个提水过程中做的功是总功。
要点诠释：
1、总功是有用功与额外功之和，即W
有用
+W
额外
=W
总
。
2、额外功的产生是因为利用机械做功时，除了对工作目的 物做功外，还要克服机械本身的摩擦力或
重力做功。
要点二、机械效率
为了 表示有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率，它等于有用功W
有用
与总功W总
之
比，符号为η。
要点诠释：
1、公式为

W
有用
，式中η表示机械效率，它是一个百分数。η的值越大，表明有用功在总 功中
W
总
所占的比例越大，做功的效率越高。
2、η的值总小于10 0%，由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零，所以额外功总是存在的，即有用
功总是小于总功。
3
、知道增大机械效率的方法

根据公式可知：如果有用功不变， 我们可以通过减小额外功来增大机械效
率，（例如我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水，就 是运用这个道理）；如果额外功不变，
我们可以通过增大有用功来提高机械效率；（例如，在研究滑轮组 的机械效率时，我们会发现同一个滑
轮组，提起的重物越重，机械效率越高，就是这个道理）；当然了， 如果能在增大有用功的同时，减小
额外功更好。


【典型例题】

类型一、基础知识
1、做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是（ ）
A．对桶做的功是有用功
B．对水做的功是有用功
C．对水做的功是额外功
D．克服自身重力做的功是总功
【答案】B
【解析】小阳目的是提水，对水做的功 为有用功，故
B
正确、
C
错；对桶做的功为额外功，故
A
错 ；小
阳把水、桶、自身提升做的功为总功，故
D
错。

【总结升华】 本题考查了学生对有用功、总功、额外功的了解与掌握，区分时要从我们的目的出发分析
判断。


举一反三：
【变式】工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加 润滑油后，机械效率提高了，则
加润滑油后工人提升同样的重物时，做功的（ ）

A
．有用功减小，总功不变
B
．有用功增加，总功增加

C
．有用功减小，总功减小
D
．有用功不变，总功减小

【答案】
D

2
、关于机械效率，下列说法中正确的是（ ）

A
．机械做功越快，机械效率越高

B
．机械所做的总功越少，机械效率越高

C
．机械做的有用功在总功中占的百分比越大，机械效率越高

D
．使用机械时，所用动力跟物重的比值越小，机械效率越高

【答案】C
【解析】
A
、机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一 定就高，故此项
不符合题意；
B
、从机械效率公式可知，总功多，机械效率的大小还要 看有用功的大小，故此项不符合
题意；
C
、总功包括有用功和额外功，有用功在总功中 占比例越大，机械效率越高，故此项正确符合题
意；
D
、使用机械时，所用动力跟物重 的比值与有用功占总功的比例没有关系，故此项说法不对，不符
合题意。

【总结升华 】该题考查学生对机械效率的理解，特别要注意功率与机械效率是两个不同的物理量，它们
之间没有任何 关系。

举一反三：
【变式】关于机械效率，下列说法正确的是 （ ）
A. 越省力的的机械，机械效率越高
B. 有用功多的机械，效率越高
C. 额外功少的机械，机械效率高
D. 总功一定时，有用功多的机械的效率高
【答案】
D

3、工人用如图所示的滑轮组提起重2000 N的物体，若工人匀速提升这个物体所用的拉力是800N，
则该滑轮组的机械效率为 ；若工人用800N的拉力在1min内将这个物体匀速提高了3m，
他做功的功率为 W。

【答案】62.5%；160
【解析】由图知，n=4，
（1）滑轮组 的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=62.5%；
（ 2）s=4h=4×3m=12m，W
总
=Fs=800N×12m=9600J，拉力的功率 ：P===160W。
【总结升华】本题是一个综合计算题，要求灵活运用功的公式、功率公式、机械 效率的公式，能确定承
担物重的绳子股数是关键（直接从动滑轮上引出的绳子股数）。


举一反三：

【变式】用某一滑轮组提起某重物，滑轮组所做的额外功是 总功的
25%
，则此滑轮组的机械效率是（ ）
A
．
20% B
．
25% C
．
75% D
．
80%
【答案】
C

类型二、知识运用
4、在不计摩擦和绳子质量的情况下,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组(两个定滑轮和两个动滑轮)
匀 速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η
定
、η
动
、η
组 ,
则下列选项正确的是 （ ）
A.η
组
<η
动
<η
定
B.η
定
<η
动
<η
组
C.η
动
<η
定
<η
组
D.η
定
<η
组
<η
动
【思路点拨】克服物体的重力所做 的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有
用功相同；不计绳子质量和摩擦，额 外功W
额
=G
轮
h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数
为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于W
总
=W
有用
+W< br>额
，可以得出所做的总功的大小关系，再
利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。
【答案】A
【解析】∵匀速提升同一物体到同一高度处，
∴三种情况下做的有用功相同，大小都为W
有用
；
∵不计绳子质量和摩擦，
∴使用滑轮做的额外功：W
额
=G
轮
h，
又∵使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，
∴使用定滑轮、动滑轮、滑 轮组做的额外功：W
额
1
＜W
额
2
＜W
额
3
，

∵W
总
=W
有用
+W
额
，
∴三种情况下做的总功：W
定
＜W
动
＜W
组
，
∵η= W
有用
W
总
，
∴使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的 机械效率：η
定
＞η
动
＞η
组
。
【总结升华】本 题考查了机械效率高低的比较，关键是使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时有用功、额外功、
总功的区分。< br>

5
、一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组（不计摩擦和绳重 ），站在地上将
400N
重
的货物经过
10s
匀速提高
4m
，所用的拉力是
250N
，求：

（
1
）这个工人做功的功率是多少？

（
2
）此时滑轮组的机械效率是多少？

（
3
）若 把
800N
的重物提起，工人至少要用多大的拉力？

【思路点拨】解答本题关键是要了解：
（1）在不计绳重和摩擦的情况下，若有n段绳子在拉 重物，则
F
（2）有n段绳子在拉重物，则s=nh。
（3）由一个定滑轮和一个 动滑轮组成的滑轮组，又是站在地上往下拉，故可得知此滑轮组应有2段绳
子在拉重物。
（4）工人做的功为总功，重物被拉升的为有用功。
【答案与解析】
（
1
）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，又是站在地上往下拉，故可得知此滑轮组应有
2< br>段绳
子在拉重物工人做功
W=FS=250N
×
2
×
4m=2000J
，则
P

1
(GG
动
)
。
n
物
W
2000
J
200
W
。

t
10
s
（
2
）
W
有用
=Gh=400N
×
4m=1600J
，


W
有用
W
总

1600J
80%
。

20 00J
1
（
G
动
+G
物
），拉
400N< br>重物用的拉力为
250N
，则动滑轮重
G
动
=2F-G
物
2
11
=2
×
250N-400N=100N
，则拉< br>800N
重物时，拉力
F=
（
G
动
+G
′< br>物
）
=
（
100N+800N
）
=450N
。

22
（
3
）不计绳重及摩擦，故有
F=
【总结 升华】本题是比较综合性的滑轮组试题，有不少隐藏条件需要在题目中去挖掘，对学生的要求较
高。

举一反三：
【变式】（
2017
•工业园区模拟）一名工 人用如图所示的滑轮组提起重
450N
的重物，重物在
5s
内匀速
上 升了
1m
，动滑轮重
50N
，不计绳重及摩擦。求：

（
1
）此过程中的有用功和额外功；

（
2
）滑轮组的机械效率；

（
3
）工人所用拉力的大小和拉力的功率。

【答案与解析】

（1）有用功：W
有用
=Gh=450N×1m=450J，不计绳重及摩擦，额外功：W额外
=G
动
h=50N×1m=50J；
（2）总功：W
总< br>=W
有用
+W
有用
=450J+50J=500J，


W
有用
W
总
100%=
450J
100% 90%
;
500J
（3）绳子自由端移动的距离s=3h=3m，由W
总
=Fs得拉力：
F
功率：
P
W
总
t
=
500J
=100W
。
5s
W
总
s
=
500J
166.7N
，
3m
答：（1）此过程中的有用功和额外功分别为450J、50J；
（2）滑轮组的机械效率为90%；
（3）工人所用拉力的大小和拉力的功率分别为166.7N、100W。