2．机械效率总小于1。

使用不同的机械做功，需要做的额外功是各不相同的，额外功在总功中所占的比例越小越好，或者说有用功在总功中所占的比例越大越好。机械效率是有用功跟总功的比例，即h=W_有用/W_总功。由于W_额外是不可避免的，因此W_有功<W_总，机械效率总小于1。

曲型范例

例1．用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G，如图所示。已知物重G=600N，拉力F=250N，求重物升高0.5m时，拉力所做的有用功、额外功及机械效率。若不计绳重和摩擦力，求动滑轮的重。

精析：竖直方向提升物体过程中，有用功W=Gh,在不计绳重和摩擦力的情况下，克服动滑轮重所做的功就等于额外功，既W_额外=G_动h

全解：(1)W_有用=Gh=600N×0.5m=300J.

　　　 (2)S=3h=1.5m,W=Fs=250N×1.5m=375J.

　　　 (3)W_额外=W_总-W_有=375J-300J=75J,

η= ×100﹪=×100﹪=80﹪

(4)W_额外=G_动h，G_动===150N

点评:对动滑轮重的求解还可用3F=G_物+G_动,故G_动=3×250N-600N=150N.

例2．如图所示，用一滑轮组将重为400N的物体A沿水平方向匀速拉动10m，物体A与地面间的摩擦力是240N，水平拉力F为100N，求总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。

精析：水平方向拉动物体过程中，克服物体与地面间的摩擦力所做的功为有用功W_有用=f_As,额外功是克服滑轮轴间摩擦力所做的功。

全解：绳子自由端移动距离S=3SA=3×10m=30m,

W_有用=f_As=240N×10m=2400J,

W_额外=W_总-W_有=3000J-2400J=600J,

η= ×100﹪=×100﹪=80﹪

点评：以上两题均为求滑轮组的机械效率，做题的关键在于分析有用功，第一题在提升物体过程中是克服物体受的重力做功，所以W_有用=Gh：第二题在匀速拉动物体前进过程中是克服物体与地面间的摩擦做功，所以W_有用=f_As。同学们一定要注意区分。

思考与练习

学习要求

1经历使用动滑轮的实验探究过程，了解什么是有用功、额外功和总功。理解三者之间的数量关系。

2 理解什么是机械效率。学会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算。

3 了解常用机械的效率，通过讨论、分析，了解影响机械效率的因素。

4 通过对机械效率的了解，认识到做所有的事情都要讲究效率。

5 了解使用机械的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。

学习指导

1．有用功、额外功、总功。

正确认识机械效率，关键是弄清有用功、额外功和总功的含义。有用功是对人们有用的功，无论采用什么机械，有用功的数量是不变的。若使用机械的目的是提升物体，那么克服物体的重力所做的功就是有用功，即W_有用=Gh；若目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力所做的功就是有用功，即W_有用=fs。额外功是指由于使用机械而额外多做的功，机械的摩擦和机械的自重往往是产生额外功的原因。

8.一块水田面积为2400m² ，要灌平均0.1m深的水。不计水渗透的损失，求：(1)所灌水的体积。(2)所灌水的质量。(3)若这些水是用水泵(抽水机)从距水田　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功？(4)若水泵的功率为 2. 4kw，抽这些水要用多长时间？(ρ_水＝1.0 x10³kg/m³,g=10N/kg)

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瓦特和蒸汽机

瓦特(1736-1819)是英国发明家。一个寒冷的冬天，瓦特和老奶奶围着火炉取暖的时候，发现烧开水的茶壶盖“扑扑”地发出响声，于是就留神地观察起来，想弄清楚是谁在推动壶盖；一会儿打开看看，一会儿又盖上看看。当他把茶壶嘴堵上时，蒸汽便顶开了壶盖。他想这一定是蒸汽的力量。瓦特长大后一直记着这件事。

17岁时瓦特当了修理机械的学徒。后来他到格拉斯哥大学负责修理教学仪器，正巧学校里的一台蒸汽机模型坏了。瓦特在修理过程中，发现蒸汽机的大部分热量都浪费了，他决心改进蒸汽机。经过一年的努力，在多次失败后，他终于造出了新型的蒸汽机，大大地提高了蒸汽机的效率。后来蒸汽机被广泛应用在冶金、采矿等行业。1807年美国的福尔顿把蒸汽机装在船上发明了轮船，1814年英国的斯蒂芬把蒸汽机装在车上发明了火车。人们为了纪念他，就用“瓦特”来命名功率的单位。

7.起重机把一个质量为0.5t的工件在15s内提升了6m，取g＝10N/kg。求：

　(1)起重机对工件所做的功；

　(2)起重机提升工件的功率。

6.实验中学举行首届跑楼梯比赛，共有20名选手进入决赛。若要测量参赛者的功率大小，需测出的物理量是(　　 )

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C.参赛者的体重，所登楼层的高度以及登楼所用的时间

D.参赛者的体重，所登楼层的高度，登楼所用的时间以及参赛者通过的路程

5．在中考体育测试的跳绳项目中，某同学取得了每分钟跳150次的好成绩。假设他每跳一次所用时间相等，每次跳离地面的平均高度为6cm。则他跳绳时的功率最接近于：(　 )

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程中运动员将杠铃举高约0.5m，则该运动员在上述过程中对杠铃做

功的平均功率约

为　　　　 W．(g取10N/kg)