12.4机械效率
核心纲要
1.有用功、额外功、总功
(1)有用功：在实际工作中，为了达到目的而对物体做的功.
在不同问题中，要结合使用机械的目的判断有用功.例如，滑轮组匀速提升物体时，使用机械的目的是拉动物体上升，那么机械对物体的拉力所做的功就是有用功，W有=F拉?=G?,在匀速提升水中的物体时，
(2)额外功：在实际工作中，对我们无用但又不得不做的功，即克服机械自重和自身部件的摩擦力而做的功；由于机械自重和部件间的摩擦总是存在，因此额外功不可避免，额外功总大于零.
(3)总功：有用功和额外功的总和.
2.机械效率的概念
(1)机械效率的定义：有用功跟总功的比值.
(2)机械效率的公式：η=
(3)在实际生活中，使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以有用功总是小于总功，机械效率总是小于1.机械效率等于1的机械称为理想机械.
(4)机械效率是标志机械对物体做功有效程度的物理量，机械效率越高，机械性能越好.
(5)机械效率与是否省力、功率大小没有直接关系.
3.机械效率的计算公式
η=W有用W总=G?Fs
4.影响滑轮组机械效率的因素
(1)滑轮结构：绳重、轮与轴之间的摩擦、动滑轮自重.
(2)提升物体的重力.
三、全能突破
易错精选
1.判断以下结论是否正确：
(1)人们在使用机械时的机械效率总小于1()
(2)机械所做的有用功越多，机械效率越高()
(3)越省力的机械，机械效率越高()
(4)额外功与总功的比值越大，机械效率越低()
(5)改进机械的结构，可以提高机械效率()
(6)用滑轮组提起某一重物时，适当增加动滑轮个数可以增大机械效率()
(7)增加机械做功时间可以提高机械效率()
(8)使用同一个滑轮组提升物体时，物体越重机械效率越高()
2.甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度时，甲比乙机械效率高.则()
A.乙升降机提升重物做的有用功较多
B.甲升降机的电动机做的额外功较多
C.甲升降机的电动机做的总功较少
D.乙升降机的电动机做的总功较少
3.将一重为1000N的建筑材料匀速运送到6m高的楼上，站在楼上时，一个人可产生的平均拉力为150N.建筑工人用一个重100N的滑轮和一根足够长的绳子，用图12-3-1所示的滑轮将建筑材料拉到楼上.如果不计绳重和摩擦，以下说法中正确的是()
A.需要4个人，机械效率为91%
B.需要4个人，机械效率为83%
C.需要3个人，机械效率为91%
D.需要3个人，机械效率为83%
4.用图12-3-2所示的甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计.则()
A.手的拉力：F甲=
B.手的拉力：F甲Fz;机械效率：η甲ηz
C.手的拉力：F甲
D.手的拉力：F甲
5.用图12-3-3所示的滑轮组甲和乙提起同样重的物体时，甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为ηz，则可判定(不考虑摩擦和绳重的影响)()
A.η甲ηz
B.η甲ηz
C.η甲=ηz
D.条件不足，无法确定
6.要把重100N的沙子运上三楼，小翔同学设计了图12-3-4所示的三种方案，分别计算三种方案的机械效率各是多少?(不计绳重与轴摩擦)
能力提升
7.用一只木桶通过滑轮组到井下取水，第一次取半桶水，第二次取满桶水，若摩擦不计，其中人对水做的功为，人对桶做的功为，人一共做的功为总功.比较两次取水过程中所做的额外功W额外1W额外2(填“”、“=”或“”),两次的机械效率η?η?(填“”、“=”或“”).
8.小杰采用了图12-3-5所示的绕线方法组装滑轮组.他通过滑轮组用3N的拉力F将重4.8N的物体匀速提升了0.1m的距离，此滑轮组的机械效率为%.
9.图12-3-6所示的装置中，已知物体A重为60N，在水平拉力F的作用下，物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，物体与水平地面之间的摩擦力为12N，若滑轮组的机械效率为80%，则在4s内拉力F所做的功是J.
10.如图12-3-7所示，用由同种滑轮组成的滑轮组匀速提升沉在水底的重物.重物质量m=185kg，体积V=50dm3，滑轮组的机械效率η=90%.如果不计摩擦和水的阻力，重物露出水面前，拉力F=N，每个滑轮重N.
11.如图12-3-8所示，使用一个由重力为G?的动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组匀速提升一个重物；不计绳的重力和滑轮上各处的摩擦，这套滑轮组的机械效率是75%；为了提高滑轮组的机械效率，改用重力为G?的轻质材料的新动滑轮后，再提