日历表2013-设计英文签名

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（高清课堂《机械效率》有用功、额外功和总功）
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
+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
与总功W
总
之比，
符号为η。
要点诠释：
1、公式为


W
有
，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所
W
总
占的比例 越大，做功的效率越高。
2、η的值总小于100%，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

< br>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，< br>它们之间没有任何关系。

举一反三：
【变式】（高清课堂《机械效率》例1）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
、（
2012
•自贡）如图所示，用滑轮组 提升重物时，重
800N
的物体在
10s
内匀速上升了
1m
。已知
拉绳子的力
F
为
500N
，则提升重物的过程中（ ）

A．做的有用功是800J
B．拉力F的功率是80W
C．绳子自由端被拉下3m
D．D滑轮组的机械效率是60%
【答案】A 【解析】（
1
）
W
有用
=Gh=800N
×
1 m=800J
，故
A
正确；

（
2
）由图知
n=2
，
s=2h=2
×
1m=2m
，故
C
错；

（
3
）
W
总
=Fs=500N
×
2m=1000J
，
P
W
总
1000J
100W< br>，故
B
错；

t10s
（
4
）滑轮组的机械 效


W
应用
W
总

800J

80%
，故
D
错

1000J
【总结升华】本题考 查了学生对功率的公式、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。


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
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

1
(G
物
G
动
)
。
n

工人做功
W=FS=250N
×
2
×
4m=2000J
则
P
W2000J
200W

t10s
（2
）
W
有用
=Gh=400N
×
4m=1600J < br>

W
有用
W
总

1600J
8 0%

2000J
1
（
G
动
+G
物
）

2
（
3
）不计绳重及摩擦，故有
F=
拉
400N< br>重物用的拉力为
250N
，则动滑轮重
G
动
=2F-G
物
=2
×
250N-400N=100N
则拉
800N
重物时，拉力
F=
11
（
G
动
+G
′
物< br>）
=
（
100N+800N
）
=450N
22【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】某人用如图所示的滑轮组（不计摩擦）提升 某一重物，所用拉力
F
为
200N
，若滑轮组的机
械效率为
80%
。求（
1
）被提升的物重，（
2
）动滑轮重。




【答案与解析】

(1)

∴
(2)