第十一章第十一章 机械功与机械能机械功与机械能11.3 11.3 如何提高机械效率如何提高机械效率第第1 1课时课时 机械效率的理解机械效率的理解课前预习课前预习1. 在利用机械做功的过程中，把我们需要的、有价值的在利用机械做功的过程中，把我们需要的、有价值的功称为功称为_；把无利用价值但不得不做的功称为；把无利用价值但不得不做的功称为_；把动力对机械做的功称为；把动力对机械做的功称为_，它等于，它等于前两者的前两者的_.2. 在使用机械做功的过程中，物理学中，把有用功和总在使用机械做功的过程中，物理学中，把有用功和总功的比值称为功的比值称为_，用符号，用符号_来表示，所以来表示，所以=_有用功有用功额外功额外功总功总功和和机械效率机械效率课前预习课前预习3. 总功和有用功的关系是总功和有用功的关系是W总总=_，所以有用功总所以有用功总_总功，所以机械效率总总功，所以机械效率总_100%4. 在利用滑轮组提升重物的过程中，有用功是克服物体在利用滑轮组提升重物的过程中，有用功是克服物体的重力做的功，所以的重力做的功，所以W有用有用=_,总功是作用在总功是作用在绳子末端的动力做的功，所以绳子末端的动力做的功，所以W总总=_,因而因而机械效率机械效率=_.W有用有用+W额外额外小于小于小于小于GhFs课堂演练课堂演练知识点一知识点一 有用功、额外功和总功有用功、额外功和总功1. 用桶从井中提水的时候，克服水桶的重力做的功是用桶从井中提水的时候，克服水桶的重力做的功是_功，克服水的重力做的功是功，克服水的重力做的功是_功，如果功，如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，克服水桶的重力做的功是克服水桶的重力做的功是_功，克服水的重力做功，克服水的重力做的功是的功是_功功.额外额外有用有用有用有用额外额外课堂演练课堂演练2. 某人用斜面装置将重为某人用斜面装置将重为120 N的物体匀速从斜面的底的物体匀速从斜面的底端拉到顶端，已知斜面长为端拉到顶端，已知斜面长为5 m，高是，高是2 m，拉力，拉力F=60 N，则此人做的有用功为，则此人做的有用功为_，额外功为，额外功为_3. 用如图用如图11-3-1所示的滑轮组把重所示的滑轮组把重G为为1 000 N的物体抬高的物体抬高1 m，绳子末端，绳子末端用的力用的力F是是400 N.求求:240 J60 J课堂演练课堂演练（1）拉力）拉力F做的功是做的功是_功，是多少？功，是多少？（2）克服重物的重力）克服重物的重力G做的功是做的功是_功，是多少？功，是多少？（3）额外功是多少？产生额外功的原因有哪些？）额外功是多少？产生额外功的原因有哪些？解：（解：（1）总）总 s=nh=31 m=3 m,W总总=Fs=400 N3 m=1 200 J.（2）有用）有用 W有用有用=Gh=1 000 N1 m=1 000 J.（3）W额外额外=W总总-W有用有用=1 200 J-1 000 J=200 J.产生额外功的原因：克服绳子和动滑轮的重力，克服摩产生额外功的原因：克服绳子和动滑轮的重力，克服摩擦力都需要做额外功擦力都需要做额外功.课堂演练课堂演练知识点二知识点二 机械效率机械效率4. 下列关于机械效率的说法正确的是下列关于机械效率的说法正确的是()A. 机械效率高的机械做功就多机械效率高的机械做功就多B. 机械效率高的机械做功就快机械效率高的机械做功就快C. 总功小的机械机械效率高总功小的机械机械效率高D. 总功一定时，额外功小的机械机械效率高总功一定时，额外功小的机械机械效率高D课堂演练课堂演练5. 下列关于功率和机械效率的说法正确的是下列关于功率和机械效率的说法正确的是()A. 功率大的机械效率高功率大的机械效率高B. 功率小的机械效率高功率小的机械效率高C. 功率大的机械可能机械效率低功率大的机械可能机械效率低D. 机械效率可以大于机械效率可以大于1C课堂演练课堂演练6. 一个机械经过改进后，提高了机械效率，用它将同一个机械经过改进后，提高了机械效率，用它将同一个物体匀速提升同样的高度，改进后与之前比一个物体匀速提升同样的高度，改进后与之前比()A. 有用功减少，总功减少有用功减少，总功减少B. 有用功不变，额外功减少有用功不变，额外功减少C. 有用功增加，总功不变有用功增加，总功不变D. 有用功不变，总功不变有用功不变，总功不变7. 某人用机械做了某人用机械做了8 000 J的功，其中额外功是有用功的功，其中额外功是有用功的三分之一，那么该机械做的有用功是的三分之一，那么该机械做的有用功是_，机，机械效率是械效率是_.B6 000 J75%课堂演练课堂演练知识点三知识点三 常见的简单机械的机械效率常见的简单机械的机械效率8. 将一个重为将一个重为4.5 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，斜面长斜面长1.2 m，高，高0.4 m，斜面对物体的摩擦力为，斜面对物体的摩擦力为0.3N则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A. 沿斜面向上的拉力为沿斜面向上的拉力为0.3 NB. 有用功为有用功为0.36 J，机械效率为，机械效率为20%C. 有用功为有用功为1.8 J，机械效率为，机械效率为20%D. 总功为总功为2.16 J，机械效率为，机械效率为83.3%D课堂演练课堂演练9. 小王家在修建楼房，他想站在地面利用图小王家在修建楼房，他想站在地面利用图11-3-2中的中的滑轮组将建材提升到二楼滑轮组将建材提升到二楼.（1）请帮其画出绕线方法）请帮其画出绕线方法（2）在某次使用过程中，若）在某次使用过程中，若建材的重力建材的重力G为为200 N时，人时，人拉绳子的力为拉绳子的力为120 N，则该滑，则该滑轮组的机械效率为多少？轮组的机械效率为多少？课堂演练课堂演练解：（解：（1）如答图）如答图11-3-1所示所示.（2）=100%=100%=100%=83.3%.课堂演练课堂演练10. 如图如图11-3-3所示的滑轮组提升重物，回答下列问题：所示的滑轮组提升重物，回答下列问题：（1）图中共有）图中共有_段绳子承担物体和滑轮的总重段绳子承担物体和滑轮的总重.（2）重物升高）重物升高h，绳子末端移动的距离，绳子末端移动的距离s=_.22h课堂演练课堂演练（3）把重为）把重为G的物体匀速升高的物体匀速升高h，克服物体的重力需要，克服物体的重力需要做的功是做的功是_，这些功是，这些功是_（填（填“有用功有用功”“额外功额外功”或或“总功总功”）.（4）拉力）拉力F做的功为做的功为_，这些功是，这些功是_（填（填“有用功有用功”“额外功额外功”或或“总功总功”）.（5）滑轮组的机械效率）滑轮组的机械效率=_.Gh有用功有用功Fs总功总功课后作业课后作业夯实基础夯实基础1. 如图如图11-3-4所示，拉力所示，拉力F使物体竖直匀速上升，下列使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是说法正确的是()A. 拉力拉力F做的功是有用功做的功是有用功B. 提升重物做的功是有用功提升重物做的功是有用功C. 绳子末端移动的距离是物体移动距离的绳子末端移动的距离是物体移动距离的2倍倍D. 物体越重，滑轮组的机械效率越低物体越重，滑轮组的机械效率越低B课后作业课后作业2. 下列关于机械效率的说法中，正确的是下列关于机械效率的说法中，正确的是()A. 机械效率高的机械，总功一定少机械效率高的机械，总功一定少B. 机械效率高的机械，有用功一定多机械效率高的机械，有用功一定多C. 机械效率高的机械，额外功一定少机械效率高的机械，额外功一定少D. 总功一定时，机械效率高的机械额外功一定少总功一定时，机械效率高的机械额外功一定少D课后作业课后作业3. 某建筑工地要将同样的箱子从地面搬上二楼，如果分某建筑工地要将同样的箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图别采用如图11-3-5所示的两种方式搬运所示的两种方式搬运.以下判断正确以下判断正确的是的是()A. 两种方式机械效率一定相等两种方式机械效率一定相等B. 两种方式功率一定相等两种方式功率一定相等C. 两种方式所做的总功一定相等两种方式所做的总功一定相等D. 两种方式所做的有用功一定相等两种方式所做的有用功一定相等D课后作业课后作业4. 小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组，如图小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组，如图11-3-6所示，分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮所示，分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为组的机械效率分别为1、2，下列关系正确的是，下列关系正确的是(忽略忽略绳重及摩擦绳重及摩擦)()A. F1F2，12B. F1F2，12C. F1F2，12D. F12A课后作业课后作业5. 工人用定滑轮将重工人用定滑轮将重240 N物体匀速向上提升，拉力为物体匀速向上提升，拉力为250 N，5 s内重物上升内重物上升4 m此过程中，有用功为此过程中，有用功为_J，拉力做功的功率为，拉力做功的功率为_W，写出一条拉，写出一条拉力不等于物重的原因：力不等于物重的原因：_.960200存在摩擦存在摩擦课后作业课后作业6. 如图如图11-3-7所示，斜面高为所示，斜面高为1 m，长为，长为3 m，工人用，工人用400 N沿斜面方向的力将重为沿斜面方向的力将重为840 N的箱子匀速推到车的箱子匀速推到车上，在这过程中工人的推力做的功是上，在这过程中工人的推力做的功是_，其，其中有用功是中有用功是_，此时斜面的机械效率是，此时斜面的机械效率是_，箱子与斜面间的摩擦力为，箱子与斜面间的摩擦力为_.1 200 J840 J70%120 N课后作业课后作业7. 建筑工地上的塔吊挂钩处是由两个动滑轮组成的滑轮建筑工地上的塔吊挂钩处是由两个动滑轮组成的滑轮组（如图组（如图11-3-8所示），两个动滑轮和挂钩的总质量为所示），两个动滑轮和挂钩的总质量为50 kg设塔吊由电动机牵引把总质量为设塔吊由电动机牵引把总质量为0.15 t的重物匀的重物匀速提升忽略一切摩擦和绳重，则电动机牵引力为速提升忽略一切摩擦和绳重，则电动机牵引力为_N，该装置的机械效率为，该装置的机械效率为_.（g取取10N/kg）50075%课后作业课后作业8. 钩码总重钩码总重6 N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图的示数如图11-3-9所示（摩擦不计）所示（摩擦不计）（1）由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为）由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为_.（2）若钩码）若钩码3 s内上升内上升0.1 m，则，则弹簧测力计拉力做功的功率为多大？弹簧测力计拉力做功的功率为多大？（3）该滑轮组的机械效率为多大？）该滑轮组的机械效率为多大？2.4 N课后作业课后作业解：（解：（2）s=nh=30.1 m=0.3 m,W=Fs=2.4 N0.3 m=0.72 J,P=0.24 W.（3）=100%=83.3%.课后作业课后作业能力提升能力提升9. 小明用如图小明用如图11-3-10所示滑轮组将一个放在水平地面所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体移动了上的物体匀速拉动，物体移动了4 m，物体重为，物体重为2 000 N，运动过程中物体受到的摩擦力为，运动过程中物体受到的摩擦力为450 N，绳子自由，绳子自由端受到的拉力端受到的拉力F为为200 N，求：，求：课后作业课后作业（1）拉力）拉力F做的功做的功.（2）该装置的机械效率）该装置的机械效率解：（解：（1）s=3s物物=34 m=12 m,W总总=Fs=200 N12 m=2 400 J.（2）W有用有用=fs物物=450 N4 m=1 800 J,= 100%=100%=75%.课后作业课后作业10. 如图如图11-3-11所示，利用滑轮组吊运建筑材料某次所示，利用滑轮组吊运建筑材料某次将总重将总重G为为2 000 N的砖块匀速吊运到高为的砖块匀速吊运到高为10 m的楼上，的楼上，用时用时20 s，卷扬机提供的拉力，卷扬机提供的拉力F做功的功率为做功的功率为1 500W求在此过程中：求在此过程中：（1）拉力）拉力F做功多少？做功多少？（2）拉力）拉力F的大小为多少？的大小为多少？（3）滑轮组的机械效率为多少？）滑轮组的机械效率为多少？课后作业课后作业解：（解：（1）W=Pt=1 500 W20 s=30 000 J.（2）s=2s物物=210 m=20 m,v=1 m/s,F=1 500 N.（3）W有用有用=Gh=2 000 N10 m=20 000 J,= =66.7%.