第 3 节 机械效率 一、有用功和额外功 1
有用功:为了达到目的必须做的功
额外功:为了达到某一目的,不得不克服机械本身的重力和摩擦力等因素而做的功
总功:有用功和额外功的总和
关系:W 总=W 有+W 额
二、机械效率 1
定义:有用功跟总功的比值
公式:η=𝑊有𝑊总
规律:因为有用功小于总功,所以机械效率总小于 1
影响滑轮组机械效率的因素: (1)提升的物重; (2)动滑轮的重力; (3)滑轮与绳子之间的摩擦力
一、判断有用功和总功 1
计算滑轮组机械效率 (1)竖直匀速提升物体时: W 有=Gh,W 总=Fs
(2)匀速水平拉动物体时: W 有=Ffs 物,W 总=Fs 绳
杠杆 (1)W 有=G·h(G:物体重力,h:物体升高的高度) (2)W 总=F·s(F:动力,s:动力移动的距离) (3)ℎ𝑠 = 𝑙2(阻力臂)𝑙1(动力臂) (4)η=𝑊有𝑊总×100%=𝐺·ℎ𝐹·𝑠×100%=𝐺·𝑙2𝐹·𝑙1×100% 二、机械效率的可变性 1
由公式 η=𝑊有𝑊总×100%=𝑊有𝑊有+𝑊额×100%可知,当额外功一定时,机械做的有用功越多,机械效率越高
由公式 η=𝑊有𝑊总×100%=𝑊有𝑊有+𝑊额×100%可知,当有用功一定时,机械所做的额外功越少,机械效率就越高
【例题】 (2013· 江苏扬州中考)工人用如图所示的装置将重物提高 5 m,已知物重为 800 N,人对绳的拉力为 500 N
求此过程中: (1)做的总功
(2)做的有用功
(3)滑轮组的机械效率
点拨:由题图知,承担物重的绳子段数 n=2,s=2h
(1)从题可知,拉力做的功是总功,可利用公式 W 总=Fs 计算总功
(2)提起货物做的功是有用功,可利用公式 W 有=Gh 计算有用功
(3)利用公式 η=𝑊有𝑊总计算机械效率