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12.3机械效率
第 1 课时 机械效率及其计算
1. 了解有用功、额外功和总功概念； 2. 会进行机械效率的计算
有用功、额外功和总功
●自主预习：
阅读课本第 85 面、第 86 面，完成下列填空：
1．有用功 : 在工作时 , 对人们有用的功。用符号 W 有 表示
2 ．额外功 : 在工作时 , 对于额外负担所不得不做的功。用符号 W 额 表示 3
．总 功: 有用功与额外功的和，也叫动力功。用符号
W 总 表示
●小组讨论：
1．各小组分工合作，完成下面实验：
（1）如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的 功 W1。
（2）如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉所做的功 W2。
（3）比较 W1、W2的大小并分析原因。
2．讨论：
①有没有一种简单机械只做有用功 , 不做额外功 ?
没有
②使用不同的简单机械做功 , 完成相同的有用功时 , 所做的总功是否相同 ?这说明什么 ?
不同，这说明额外功不同
③额外功在总功中占的比例越多越好 , 还是越少越好 ? 额外功在总功中占的比例越少越好 ④一定的总功中 , 额外功少意味着什么 ? 有用功多
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●教师点拨：
在使用机械时， 我们总是希望额外功在总功中所占的比例尽量少些， 这样可以让机械处于一个高效率的状态，以尽可能少的消耗，取得尽可能多的效益。●跟踪练习：
1. 用桶从井中提水的时候，对 水 做的功是有用功，对 桶 做的功是额外功。 2. 如果桶掉进井里， 从井里捞桶时， 捞上来的桶带有一些水， 这时对桶做的功是 有用 功，对水做的功是 额外 功。 3（.2012·天津）如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面 6m高 的三楼，沙子的质量为 50kg，装沙子的桶的质量 8kg，动滑轮的质量为 2kg，工人匀速拉绳子的力为 300N（忽略摩擦和绳重， g 取 10N/kg）求： （ 1）工人做的总功； （ 2）工人做的额外功。
解： (1) 拉力做功： W总 =Fs=300 N×12 m=3600 J；
（ 2）∵忽略摩擦和绳重，∴ W额=（G桶 +G动 ）h=（ m桶+m动 ）gh = （ 8 kg+2 kg ）× 10 N/kg ×6 m=600 J
机械效率的计算
●自主预习：
阅读课本第 86 面，完成下列填空：
1．在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中 , 有用功究竟占了多少。为此我们引入一个新的物理量 , 叫做 机械效率 ，它表示的是 有用功 与 总功的 比值。用符号 η 表示，读作 “依塔”（yita ） 。
2．机械效率的计算公式 : η = W 有用 /W 总 ●小组讨论：
1．用一动滑轮把重 40N的物体匀速提高 20m,所用的拉力是 25N,则拉力的作用点移动的距离是多少 ?动滑轮的机械效率是多少 ?
解：拉力的作用点移动的距离
S=2h=2× 0.2 m=0.4 m
有用功 W有=Gh=40 N×0.2 m=8 J 总功 W总=Fs=25 N× 0.4 m=10 J
动滑轮的机械效率是 η =W有用 /W 总 =8 J/10 J=80 ％
2．结合上题计算结果和课本 86 面：起重机、抽水机的大致机械效率范围。 思考：为什么机械效率总小于
1？
而机械
。
利用滑轮组做功时， 不可避免地要做额外功，使有用功总比总功小，
效率等于有用功除以总功，所以滑轮组的机械效率总小于 1。 ●教师点拨：
1. 机械效率 η是个百分数 , 一定小于 100%,没有单位。
2. 机械效率是描述机械性能优劣的物理量， 机械效率高的机械性能优良。 机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、 及省力多少无关； 与机械工作时的快慢程度无关；与机械工作时所完成的功的数量多少也无关．
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●跟踪练习：
1．（ 2012·阜新）关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ D ） A．功率大的机械，做功一定多 B．做功多的机械，机械效率一定高 C．效率高的机械，功率一定大 D．做功快的机械，功率一定大
2．用动力臂是阻力臂 2 倍的杠杆将重 400N的货物抬高 20cm,手向下压杠杆的力 是 240N,手下降的高度是多少 cm?这个杠杆的机械效率是多少 ? 解：手下降的高度 h 手 =2h 物 =2×0.2 m=0.4m
有用功 W有 =Gh物 =400 N×0.2 m=80 J 总功 W总 =F动 h 手 =240 N×0.4 m=96 J
则此杠杆的机械效率 η=W有用 /W 总 =80J/96J=83.3 ％
3. （2012·苏州）建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为 230Ｎ 的建材从地面匀速送到 6ｍ 高处，所用拉力为 125Ｎ。 求：
(1) 工人做的有用功； (2) 工人做的总功；
(3) 此过程中该装置的机械效率； 解：（ 1） 1380J （2） 1500J （3）92%
教学至此，敬请使用学案当堂训练部分 .
关于机械效率导学案.doc
