11.5 机械效率-2022-2023学年九年级上册物理同步备课讲义（苏科版）

5 机械效率 [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。 5. 机械效率只是反应有用功和总功的比值，和做功多少、做功的距离、省力费力、做功快慢等因素无关； 6. 了解杠杆、滑轮(组)、斜面等简单机械效率的影响因素； 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 。 　　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 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。 公式：W有用＝ (提升重物)= = ；斜面：W有用= 。 3． 额外功：对人们完成某件事情来说 ，但 的功，如提沙子上楼时对桶、滑轮等做的功就是额外功。 公式：W额= = (忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)；斜面： W额= 。 4． 额外功产生的主要原因：提升重物时，克服 、 等所做的功，以及克服机械的 所做的功。 5． 总功：使用机械时， 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 过程中做的功是总功。 公式：W总= = = 。 6． 机械效率：物理学中，将 与 的比值称为机械效率。 公式：η= ×100％η是一个没有单位的量，常用百分数表示。 7． 需要注意的几个问题： 1　 机械效率只有大小没有单位； 2　 由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示； 3　 机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。 要点一、有用功、总功、额外功 1． 有用功是为了达到目的、完成任务而对物体做的功。如：克服物重提升物体时，，克服地面对物体的摩擦使物体运动时，。 2． 额外功是指对人们无用，但因为摩擦力和机械自重等存在，克服摩擦力和机械自重而不得不做的功。使用机械提升重物时，用来克服机械自重和机械各部分摩擦所做的是额外功；水平移动物体时，所做的克服有用摩擦之外所做的功为额外功。 3． 总功是：，也就是人们使用机械时实际做的功。，式中是作用在机械上的动力，是动力通过的距离。 要点二、机械效率 1． 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有用与总功W总之比，符号为η。 2． 公式为，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占的比例越大，做功的效率越高。 3． 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。 4． 增大机械效率的方法：提高机械效率的主要方法：增加有用功，减少额外功，增大有用功与额外功的比值。例如对于组合一定的滑轮组，增大提升物体的重力，增大所做的有用功，可提高其机械效率。 　　根据公式可知：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