要把重
100
N
的沙子运上三楼
。下图画了三种办法。同学们
讨论一下：哪种办法最好，哪
种办法最不好，为什么？
学
生
讨
论
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学
生
讨
论
•
对砂子做功
•
对空桶做功
•
克服自身重力做功
并不需要做
但
又不得不做的功
对人们有用
必须做的功
3m
3m
方法
1
他的目的是：
把沙子运上三楼
手提水桶提沙子
一、有用功和额外功
1.
有用功（
W
有
）
：
为了达到工作目的，
必须做的功
2.
额外功（
W
额
）
：
为了达到工作目的，并非我们所
需要但又
不得不做的功
3.
总
功（
W
总
）
：
动力所做的
所有
功
即有用功与额外功的
总和
W
总
= W
有
+ W
额
用水桶从井中提水的时候
,
所做的功哪部分是
有用功
,
哪部分是额外功
?
提水
所做的功是
有用功
;
提水桶
所做的功是
额外功
。
如果桶掉到井里
,
从井里捞桶的时候
,
捞上的
桶里带了一些水
,
这种情况下哪部分是有用
功
,
哪部分是额外功
?
提水桶
所做的功是
有用功
;
提水
所做的功是
额外功
。
想一想；议一议
：
•
对砂子做功
•
对空桶做功
•
对动滑轮做功
W
有
议一议
：
方法
2
：
方法
3
：
}
W
额
}
W
总
•
对砂子做功
•
对口袋做功
•
对动滑轮做功
W
有
}
W
额
}
W
总
另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？
方法
2
方法
3
动滑轮提水桶提沙子
动滑轮提口袋提沙子
理解机械的三种功
G
F
要提升
G
，同时必须
将动滑轮也提升。这
时，你要
克服动滑轮
重力和摩擦而额外做
功
，否则你不能完成
任务。这部分功无利
用价值而又不得不做
，是
额外功
。
提升物体
G
是目的
,
有
利用价值
,
是
有用功
要实现目的，完成
有用功
,
必须施加
动力
F
对滑轮做
功
，动力所做
的是
总功
如：用竖直方向上
的滑轮提升物体
G
无论采取那种方法都
必须
做的功
。即：为达到目的所必须做的功。
（
1
）举高重物时：
W
有用
=G
物
·h
W
有
=f
摩擦
·S
物
（
2
）在粗糙水平面上移动物体时：
有用功
并非
人们需要但又
不得不做
的功
（
1
）克服机械自重做功：
W
额外
=G
动滑轮
·h
使用动滑轮或滑轮组时
：
（
2
）克服机械间的摩擦做功
：
使用斜面时：
W
额外
=f
摩擦
·L
额外功
动力对机械所做的功
.
有用功和额外功的和等于总功
。
W
总
=W
有用
+ W
额外
公式（
1
）
：
公式（
2
）
：
W
总
=F
动力
·S
动力
作用在机械上的
动力
动力作用点移动
的距离
总功
W
有
1
= G
沙
h
三种提沙方法中的
W
有
、
W
额
、
W
总
分别为多少？
方法
2
：
方法
3
：
W
额
1
=
（
G
桶
+
G
人
）
h
W
总
1
=
（
W
有
1
+ W
额
1
）
方法
1
：
=
100N
×6m
=
600J
=
(
20N
+400N)×6m
=
2520J
=
3120J
W
有
2
= G
沙
h
=
600J
W
额
2
=
（
G
桶
+
G
轮
）
h
W
总
2
=
（
W
有
2
+ W
额
2
）
=
(
20N
+
10N
)×6m
=
180J
=
780J
W
有
3
= G
沙
h
=
600J
W
额
3
=
（
G
袋
+
G
轮
）
h
W
总
3
=
（
W
有
3
+ W
额
3
）
=
(
5N
+
10N
)×6m
=
90J
=
690J
3m
3m
沙子重
100N
桶重
20N
体重
400N
口袋重
5N
动滑轮重
10N
方法
2
方法
1
方法
3
算一算
：
二、机械效率
（
1
）机械效率通常用百分数表示，没有单位
.
1.
定义：有用功跟总功的比值叫
机械效率
（
η
）
（
2
）机械效率总小于
1 .
（因为有用功总小于总功
）
2.
公式：
%
3.
特点：
三种提沙方法中的机械效率
η
分别为多少？
W
有
1
= G
沙
h
方法
2
：
方法
3
：
W
额
1
=
（
G
桶
+ G
人
）
h
W
总
1
=
（
W
有
1
+ W
额
1
）
方法
1
：
=
100N×6m
=
600J
=
(20N+400N)×6m
=
2520J
=
3120J
W
有
2
= G
沙
h
=
600J
W
额
2
=
（
G
桶
+ G
轮
）
h
W
总
2
=
（
W
有
2
+ W
额
2
）
=
(20N+10N)×6m
=
180J
=
780J
W
有
3
= G
沙
h
=
600J
W
额
3
=
（
G
袋
+ G
轮
）
h
W
总
3
=
（
W
有
3
+ W
额
3
）
=
(5N+10N)×6m
=
90J
=
690J
η
1
=
W
有
1
W
总
1
=
}
600J
3120J
= 19.2%
η
2
=
W
有
2
W
总
2
}
=
600J
780J
= 76.9%
η
3
=
W
有
3
W
总
3
}
=
600J
690J
= 87.0%
再算算
：
有用功相同，额外功越少机械效率越高
5
、机械效率公式
：
提升
5
、机械效率公式：
5
、机械效率公式：
5
、机械效率公式：
提升
移动
起重机
的机械效率是
60%
它表示什么意思？
1.
使用起重机提升重物时
所做的有用功跟总功的比
60%
2.
也可以说
有用功在总功中占有
60%
，另外额外功占
40
％
4.
机械效率的意义
有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。
机械效率与
是否省力
.
功率大小
.
提升高度
.
绳子的绕法
.
做功的多
少
无关
。
例
1.
用一动滑轮将货物
400N
的货物匀速提到
高
2m
，所用拉力是
250N
，求有用功、额外功
.
总功
和动滑轮的
机械效率各是多少？
分析：使用动滑轮省了力，却费了距离，
货物提高
2m
，
绳子
的自由端拉力
通过
的距离为
4 m
，
已知：
G=400N
h=2m
S=4m
F=250N
求：
W
有
W
额
W
总
η
W
额
= W
总
—
W
有
=1000J
－
800J=200J
三
.
例题
例
2.
用一动滑轮将重
200N
的砂子提到
9m
高的脚手架
上，所用力是
120N
，求有用功、总功机械效率各是多少
？
解：
已知：
G=200N
h=9m
S=18m
F=120N
请你判断：
1.
下面说法中是否正确
？
1
．有用功越多，机械效率越高（
）
2
．额外功越少，机械效率越高（
）
3
．物体做功越慢，机械效率越低（
）
4
．做总功越多，机械效率越低（
）
5
．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越
高（
）
6
．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越
高（
）
7
．机械效率越高，越省力（
）
√
√
×
×
×
×
×
练习
2.
一台起重机将重
600N
的货物提高
4m.
如果额外功是
9600J
，起重机的有用功是多少？总功是多少？
机械效率是多少？
练习
已知：
G=-----N
h=---m
W
额
=--
-----J
求：
W
有
W
总
η
解：
W
总
= W
额
+
W
有
=
%
=
1
．如图所示，建筑工地上，工人用一个动
滑轮将重
720N
的重物匀速提升
5m
，工人所用
拉力为
450N
，求：
（
1
）工人做的总功
（
2
）该动滑轮的机械效率
（３）不考虑摩擦，求动滑轮的重
（４）提升的物体重为９００Ｎ，
该动滑轮的机械效率为多少？
2
．如图所示，在
50N
的水平拉力
F
作用下
,
重
800
Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线
运动
,
物体与地面间滑动摩擦力为
120
Ｎ
.
则滑轮组的机械效率为
_______
；若
物体的速度为
0.2m/s,
则
1min
内拉力做的
功为
______ J
，功率为＿＿Ｗ．
F
甲
G
F
乙
G
甲
乙
3.
用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提
升相同的高度，所用的拉力分别为
F
甲、
F
乙，
它们的机械效率分别为
η
甲、
η
乙。则
F
甲
_____F
乙
η
甲
_____η
乙（选填
“
＞
”
、
“
＜
”
或
“
＝
”
）
•
4.
利用如图所示装置将重为
100N
的物
体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜
面的长是
5m
，高是
2m
，拉力为
F=50N
，则该装置的机械效率为（
）
•
A. 40% B. 50% C. 80% D. 100%
探究动滑轮的机械效率
一、影响动滑轮的机械效率的因素
减轻动滑轮自重
减小滑轮转轴间的摩擦力
增加提升的物重。
减轻绳重
二、如何提高动滑轮的机械效率
1
、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重
2
、提升的物体重力
滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。
如何提高动滑轮的机械效率
减轻动滑轮自重
减小滑轮转轴间的摩擦力
提高提升的物重。
减轻绳重
方法一
方法二
知识小结
一、机械的三种功：
有用功
——
有利用价值的功。
总功
——
动力对机械所做的功。
额外功
——
对人们无利用价值而又不得不做的功。
二、机械效率：
1
、定义：有用功与总功的比值。
2
、公式讨论：
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