要把一堆沙子運(yùn)到樓上，你有哪些方法?
直接提升物體做功，與使用機(jī)械提升物體做功相同嗎？
如圖甲，用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定高度，計(jì)算拉力所做的功。如圖乙，用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，再次計(jì)算拉力所做的功。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，盡管使用動(dòng)滑輪會(huì)省力，但由于滑輪本身所受的重力以及摩擦等因素的影響，我們要多做功。 即使用任何機(jī)械都不省功。
有用功W有：直接對(duì)物體做的功叫做有用功.額外功W額：做功過程中，并非需要但又不得不做的功.總功W總：有用功與額外功的總和，即繩端拉力做的功：W總= W有+W額
在使用機(jī)械工作時(shí)，有用功在總功中所占份額越多越好。它反映了機(jī)械的一種性能，物理學(xué)中表示為機(jī)械效率（效率）。
　 1．定義：有用功跟總功的比值。
注意：1.用百分?jǐn)?shù)表示?？傂∮?，無單位。2.物理意義：機(jī)械效率表示機(jī)械性能高低的物理量，機(jī)械效率越高，機(jī)械性能越好。3.機(jī)械效率和功率的區(qū)別:機(jī)械效率指有用功占總功的比值；功率表示做功的快慢。二者沒有任何內(nèi)在聯(lián)系性。
常見模型中W有、W總、η的表示
1.起重機(jī)把質(zhì)量為0.5t的重物勻速提升了3m，而它的電動(dòng)機(jī)所做的功是3×104J，起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？g取10N/kg。
2.用500N的力拉著滑輪組繩子的自由端移動(dòng)8m，可將滑輪組懸掛的重為1500N的物體勻速提高2m，則機(jī)械效率是（ ）A.25% B.75% C.15% D.85%
3.用一個(gè)動(dòng)滑輪在5s內(nèi)將一重為200N的物體勻速向上提起3m，拉力為150N。這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？拉力的功率有多大？
答案：66.7% 300w
4.物體A在拉力F的作用下，5s內(nèi)水平勻速運(yùn)動(dòng)了1m，物體A與地面間的滑動(dòng)摩擦力為50N，拉力F為40N，則（　?。〢.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.2m/sB.拉力F做功為40JC.該滑輪組的機(jī)械效率是62.5%D.拉力F的功率是100W
5.如圖所示，物體A所受地面滑動(dòng)摩擦為60N。已知每個(gè)滑輪重20 N，在2 s內(nèi)被拖動(dòng)5 m，不計(jì)繩重及繩與滑輪、輪與軸之間的摩擦(g＝10 N/kg)．試求： （1）拉力F做功的功率；（2）該滑輪組的機(jī)械效率?！敬鸢浮浚?50w 85.7%
注意：斜面越長(zhǎng)，越省力，但越費(fèi)功。
6.將一個(gè)重為4.5N的物體沿斜面從底端勻速拉到頂端。已知斜面長(zhǎng)1.2m，高為0.4m，斜面對(duì)物體的摩擦力為0.3N。則在上述過程中（　　）A.有用功為5.4JB.額外功為1.8JC.機(jī)械效率為83.3%D.沿斜面向上的拉力大小為0.3N
7．關(guān)于機(jī)械效率的說法中正確的是 （ ） A．越省力的機(jī)械，效率越高 B．做有用功越多的機(jī)械，效率越高 C．做相同的功，額外功的值越小，效率越高 D．做功越快的機(jī)械，效率越高
8.如圖所示用滑輪或滑輪組（單個(gè)滑輪的型號(hào)、重力相等）提起同一重物，其中機(jī)械效率最高的是（ ）
可用于求解動(dòng)滑輪的重、η、G物等物理量。
【拓展】豎直滑輪組中，若不計(jì)繩重和摩擦：
9.用如圖所示的滑輪組勻速提升重為400N的物體，人對(duì)繩的拉力為250N，不計(jì)繩重及摩擦，滑輪組的機(jī)械效率為　 　。G動(dòng)= 。如果繩段拉力為550N，則物重為　 　N。
10.一個(gè)工人用如圖所示的滑輪組提升2000N的貨物，所用拉力為600N，繩子自由端在4s內(nèi)拉下4m．不計(jì)繩重和摩擦，求：（1）總功率？（2）機(jī)械效率？（3）若用此滑輪組提升3200N的貨物，所需拉力為多少？答：（1）拉力的總功率為600W；（2）機(jī)械效率為83.3%；（3）若用此滑輪組提升3200N的貨物，所需拉力為900N。
要測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測(cè)出哪些物理量？每個(gè)量怎樣測(cè)量？
用滑輪組提升物體，W有=Gh，W總=Fs，所以需要測(cè)出物重、拉力、物體上升的高度、繩子前進(jìn)的距離?？潭瘸?、鉤碼、彈簧秤、滑輪組兩個(gè)、鐵架臺(tái)、長(zhǎng)約2 m的細(xì)繩。
1.測(cè)出一個(gè)鉤碼的重力2.在滑輪組甲（一動(dòng)一靜）上掛兩個(gè)鉤碼，記下鉤碼和繩子自由端的位置。豎直勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升一定高度，讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)，用刻度尺測(cè)出鉤碼上升高度和繩自由端移動(dòng)距離。3.在滑輪組乙上（兩動(dòng)兩靜）掛兩個(gè)鉤碼重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)4.在滑輪組乙上掛四個(gè)鉤碼重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)5.記錄數(shù)據(jù)，并計(jì)算三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率
結(jié)論： 動(dòng)滑輪重一定時(shí)，物重越大，機(jī)械效率越高。物重一定時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低。
【分析討論】1. 比較3次兩種滑輪組有什么不同？機(jī)械效率有何差異？2.分析影響滑輪組機(jī)械效率的因素是什么？①滑輪組輪與軸及輪與繩之間的摩擦②所提升的物重 ;③動(dòng)滑輪的自重注意：機(jī)械效率大小與與繩子的繞法、繩子段數(shù)，上升距離無關(guān)
3.如何提高機(jī)械效率 ？①增加被提升的物重；②減小動(dòng)滑輪的重；③減小滑輪與繩之間的摩擦。4.實(shí)驗(yàn)中，是否可以使彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)進(jìn)行讀數(shù)？答：所測(cè)拉力減?。ㄒ?yàn)闆]有摩擦力），機(jī)械效率增大，不能代表使用機(jī)械時(shí)的機(jī)械效率。
1.關(guān)于功率、機(jī)械效率的說法正確的是(　　)A．做功多的機(jī)器機(jī)械效率一定高B．機(jī)械效率高的機(jī)器功率一定大C．功率小的機(jī)器做功慢D．功率大的機(jī)器做功時(shí)間一定短
2.在斜面上拉一個(gè)重4.5 N的物體到高處(如圖)，沿斜面向上的拉力為 1.8 N，斜面長(zhǎng)1.2 m、高0.3 m。把重物直接提升h所做的功作為有用功，求這個(gè)斜面的機(jī)械效率。答：斜面的機(jī)械效率為62.5%
3.一臺(tái)起重機(jī)將重3 600 N的貨物提高4 m,起重機(jī)做的有用功是多少？如果額外功是9 600 J，總功是多少？機(jī)械效率是多少？起重機(jī)所做的額外功是由哪些因素引起的？答：起重機(jī)做的有用功是1.44×104J，總功是2.4×104J，機(jī)械效率是60%，起重機(jī)所做的額外功是由繩重、摩擦、動(dòng)滑輪重等因素引起的。
4.用一個(gè)動(dòng)滑輪在5 s內(nèi)將一重為 200 N的物體向上提起3 m，拉力為150 N。這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？拉力的功率有多大？答：這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是66.7%；拉力的功率為180W。
5.用四只完全相同的滑輪組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，把相同的物體勻速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功(不計(jì)繩重與摩擦)，則(　　)A．η甲＝η乙，W甲＝W乙 B．η甲＞η乙，W甲＞W(wǎng)乙C．η甲＜η乙，W甲＜W乙 D．η甲＞η乙，W甲＜W乙

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初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)電子課本 舊教材

12.3 機(jī)械效率

版本： 人教版

年級(jí)： 八年級(jí)下冊(cè)

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