第三节机械效率
【学习目标】
1.理解什么是有用功、额外功和总功.
2.理解什么是机械效率.
3.会计算简单机械的机械效率.
课前预习学案
一、预习内容
1、功的原理告诉我们，使用任何机械都不能省功，实际上使用机械还要多做功。
例如用
动滑轮提升重物时，把滑轮本身也提起来了，滑轮受到重力作用，也发生了一段距离，对滑轮也有做功。
另外滑轮与绳子之间存在着摩擦，克服阻力也要多做功。
2、有用功（W有用）：___________________________________________________。
3、额外功（W额外）：___________________________________________________。
4、总功（W总）：__________________________________________。
5、机械效率（η）： _____________________________叫机械效率，公式：
二、预习检测
1、关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（）
A、物体受力且运动时，力对物体就做了功
B、功率大的机器做功一定多
C、功率大的机器做功就快
D、做功快的机器其机械效率一定高
2、下列关于机械效率的说法正确的是（）
A、机械效率可以提高到100%
B、机械效率总小于1
C、功率越大的机械，机械效率越高
D、机械效率越高，有用功就越多
3、下列说法正确的是（）
A、机械效率越高的机械做功越快
B、机械效率越高的机械做功越多
C、功率越大的机械做功越快
D、功率越大的机械做功越多
4、一滑轮组的机械效率是80%，现用该滑轮组把重400N的物体提高1m，所用的有用功是J，总功是 J，额外功是 J。
三、预习反思：你还有哪些疑问？
课内探究学案
一、合作探究1：有用功、额外功、总功
沙子重100N
桶重20N
小明体重400N
滑轮重5N
每层楼高3m
1、用图中三种不同的方法，把100N重的沙子运上三楼，哪种办法最好？为什么？
2、我们的目的是将沙子运到三楼，所以把100N重的沙子提升6m，做的功为 J，是必须做的功，这样的功叫做功。
有用功——使用机械时为达目的必须做的功。
3、第一种方法除了对沙子做的600J的功外还做了哪些功？这些功有用吗？不做行吗？。
4、第二种方法除了对沙子做的600J的功外还做了哪些功？这些功有用吗？不做行吗？。
5、第三种方法除了对沙子做的600J的功外还做了哪些功？这些功有用吗？不做行吗？。
总结：
三幅图中除了对沙子做的600J的有用功外，还不得不对人体和水桶、和动
滑轮、和动滑轮等做一些没有用处的功，这些功叫做功。
使用机械时都要做有用功和额外功，有用功加额外功是我们使用机械时总共做的功叫做总功。
总功是有用功和额外功的总和。
W总=
例题：甲同学用水桶从井里提水，乙同学用绳把掉在井中的桶捞上来，水桶里带了一些水，关于两同学做有用功、额外功的说法正确的是（）
A 、甲提水桶做的功都是有用功
B 、乙提水桶做的功都是有用功
C 、甲提水桶对桶做的功是额外功
D 、乙提水桶对桶做的功是额外功
二、合作探究2：机械效率
人们在使用机械时都要做有用功和额外功，你是希望有用功在总功中占得比例多还是希望额外功在总功中占得比例多些呢？
使用任何机械都不可避免地要做额外功。
我们把有用功跟总功的比值叫做机械效率，用来衡量一个机械的性能。
1、机械效率：有用功和总功的。
2、如果用W总表示总功，W有用表示有用功，η表示机械效率，那么，η= 。
3、有用功总是小于总功，所以机械效率总是 1。
4、提高机械效率的经济意义，可以减少能耗，降低成本。
5、提高机械效率的主要办法是改进，使它更合理、更轻巧；在使用中按照技术规程经常保养，定时，使机械处于良好的运转状态，对于保持和提高机械效率也
有重要作用。
阅读教材第86页例题，掌握机械效率的计算方法。
三、探究实验1：测定滑轮组的机械效率
某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实
验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次
实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
实验次数
钩码重
G/N 钩码上升
高度h/m
有用功
W有用/J
测力计拉
力F/N
测力计移动
距离s/m
总功
W总/J
机械效率
η
1 1 0.1
2 2 0.1
3 2 0.1
（2）比较第1次实验和第2次实验，可得出结论：使用同样的滑轮组，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越。
（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功（填“增大”或“减小”），因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
（4）综上所述，提高机械效率的方法有有用功，额外功。
（填“增大”或“减小”）
四、探究实验2：探究斜面的机械效率
实验器材：长木板、刻度尺、弹簧测力计
实验原理：______________________
斜面倾斜程度越大，越_______力，机械效率越_________。
实验结论：a、省力多少与斜面的_________有关；
b、斜面的机械效率与它的_______无关
五、课堂练习
1、用一个动滑轮将重480N的货物提高1m，所用的拉力为300N，则总功是 J，有用
功是 J。
2、一辆重5×104N的汽车，以10m/s的速度在一条平直公路上匀速行驶2000m,已知在这段路程中汽车发动机的牵引力为3000N，则汽车在这段上所做的功 J。
3、小刚将重为100N的水提到6m的楼上，小刚同学体重为400N，装水的水桶重20N，在这个过程中，他克服自己的体重做功为 J,有用功为 J，额外功为
J，总功为 J.
课后延伸学案
1、一滑轮组的机械效率是80%，现用该滑轮组把重400N的物体提高1m，所用的有用功是J，总功是 J，额外功是 J。
2、斜面长为L，高为h ,将重为G的物体沿斜面由底部匀速推至顶部，物体受到的摩擦力为f，推力为F，则斜面的机械效率为_________________。
3、一台起重机将重3600N的货物提高4米。
如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？
4、用定滑轮缓慢提升质量为20kg的物体，所用拉力为220N，当物体提升2m时，求有用功、总功和动滑轮的机械效率。
（g=10N/kg）
5、如右图所示的滑轮组提起重为800N的重物G，已知动滑轮的总重为200 N，若不计绳重及摩擦，求：a、匀速拉动绳端所用的拉力F为多大?b、滑轮组的机械效率是多少?。