【知识回顾】
工作原理告诉我们：使用任何机器都不能节省工作。 那么，当人们使用机器时，他们会做更多的工作吗？
回顾之前的实验，当我们用杠杆和动滑轮提升钩码时，拉力必须对杠杆和动滑轮做功，杠杆和动滑轮才能对钩码做功。
☛如下图：利用杠杆做功
实验场景
弹簧测力计需要完成两项工作。 一种是克服杠杆本身重力做功W杠杆=G杆h，另一种是克服钩码重力做功W钩码=Gh。
利用杠杆做事的示意图
弹簧测力计拉力W弹簧所做的功=FS，比杠杆克服钩码重力所做的功W钩码=Gh。
☛如下图：利用动滑轮做功
实验场景
弹簧测力计需要完成两项工作。 一种是克服动滑轮重力做功W轮=G轮h，另一种是克服吊钩码重力做功W吊钩码=Gh。
使用动滑轮做功示意图
弹簧测力计的拉力W弹簧所做的功=FS，比动滑轮克服钩码重力所做的功W钩码=Gh多。
☛其他复杂机械的使用原理与简单机械相同。
例如，在建筑工地上，用挖掘机挖土、用塔吊吊运建筑材料等时，机器上的动力所做的功大于机器克服阻力所做的功。 。
挖掘机
塔式起重机
【举手提问】
1. 什么是有用功、额外功和总功？
2.什么是机械效率？
3、机械效率如何计算？
4、为什么机械效率总是小于1？
【新课学习】
1. 有用的工作、额外的工作、总的工作
在使用滑轮组提升钩码的实验中，目的是将钩码提升到一定的高度，这是必须要做的工作。
要提高钩码，必须提升动滑轮。 动力在动滑轮上所做的功并不是人们所需要的。 若动滑轮不提升，则吊钩码无法提升。
动滑轮对钩码做工作，动滑轮对钩码做工作。 实验场景图
与滑轮组类似斜坡的机械效率怎么求，机械是用来完成生活中的一个项目的。 比如用挖掘机挖一个泥塘，目的就是把塘里的泥挖出来。 那么，挖掘机在泥浆上所做的工作就是必须要做的工作。
如果不使用机械臂和铲斗就无法挖泥，则机械臂和铲斗上的动力所做的工作就不需要但必须完成。 在物理学中，这部分工作称为额外工作。
●有用的工作
在物理学中，必须做的功称为有用功。
●额外动力
人们不需要但必须做的工作称为额外工作。
在利用滑轮组提升钩码的过程中，动力不仅对动滑轮做额外的功，而且还要克服滑轮轮与轴、绳索与轮之间的摩擦力以及绳索自身的重力，以达到提升吊钩码的目的。做额外的工作。
加班
3.总工作量
无论是有用的工作还是额外的工作，动力都是通过机械来完成的，所以，
人们把驱动力所做的功称为总功。
即：W总计=FS
换句话说，总功等于有用功和额外功的总和。
即：W总计=W有用+W额外
[想讨论]
在学校里，当学生背着书包爬楼梯时，所做的功是有用的功，所做的功是额外的功，所做的功是全功。 （请留言参与讨论）
2、机械效率
一、定义
在物理学中，有用功与总功的比率称为机械效率。
2.公式
如果代表总功，Wused代表有用功，eta代表机械效率物理资源网，则
机械效率公式为：
由于 W 总计 = W 有用 + W 额外，因此机械效率也可以使用以下公式计算：
3、表达方法
机械效率通常以百分比表示。
例如，总功为W总计=500J，有用功为W有用=400J，附加功为
W量=500J-400J=100J。
机械效率计算方法：
或者
3.机械效率的计算
例子：
如果让你把100N的沙子运到三楼，下图中的三种方法你会选择哪一种？
（已知沙子重100N，桶重20N，人体重400N，袋子重5N，动滑轮重10N。）
实例分析及解题过程：
我们的目的是把沙子运到三楼，所以把G=100N的沙子举升h=6m是必须要做的工作。
W有用=Gh=100N×6m=600J
三种方法的附加功、总功和机械效率分别为：
☛方法一。
如果一个人提着一个桶到三楼，那么人和桶都需要上三楼才能把沙子运到三楼。
人们完成的额外工作：
W量=（G人+G桶）h=（400N+20N）×6m=2520J。
总功：W 总计 = W 有用 + W 额外 = 600J + 2520J = 3120J。
机械效率为：
☛方法2。
使用滑轮和桶来提升沙子。
动滑轮和铲斗上的人所做的额外工作：
W量=（G运动+G铲斗）h=（10N+20N）×6m=180J。
总功：W 总计 = W 有用 + W 额外 = 600J + 180J = 780J。
机械效率为：
☛方法3。
使用滑轮和袋子来提升沙子。
动滑轮和袋子上的人所做的额外工作：
W量=（G移动+G铲斗）h=（10N+5N）×6m=90J
总功：W总计 = W有用 + W额外 = 600J + 90J = 690J
机械效率为：
从上面的例子可以看出，在做同样的有用功时斜坡的机械效率怎么求，额外的功越小，机械效率就越高。
因此，三种方法中最可行的是利用动滑轮和袋子来运沙，既省力又机械高效。
[想讨论]
仔细观察下图。 两台挖掘机 A 和 B 正在施工。 如果他们做同样的额外工作，他们会做同样有用的工作吗？ 它们的机械效率高吗？ （请留言参与讨论）
第一的
第二
4、机械效率始终小于1。
1、使用任何机器时，都不可避免地要做额外的工作。 有用功总是小于总功。 因此，机械效率始终小于1。
日常生活中，起重机的机械效率一般为40%~50%
大起重机
门式起重机
滑轮组的机械效率一般为50%~70%。
滑轮组
水泵的机械效率一般为60%～80%。
泵
2、摩擦力是影响机械效率的重要因素。
机械在使用过程中，机械与物体、机械零件之间发生相对运动，产生摩擦。 因此，在影响机械效率的众多因素中，摩擦是影响机械效率的重要因素。
例如，运动员在山上骑行和汽车在斜坡上行驶时，必须克服车轮与地面和机械部件之间的摩擦力做额外的工作，从而影响其机械效率。
骑术
车
此外，不同的机器还有一些其他因素会做额外的工作，也会影响机械效率。
【中考真题同步训练】
1.(2020聊城)
如图所示，用同一个滑轮安装两个装置A、B，将两个物体A、B分别匀速向上提升。 如果所用的拉力相等，则绳端在同一时间内移动相同的距离。 无论绳子的重量和摩擦力如何，下列说法正确的是（ ）
A.两个物体以相同的速度上升
B.两种装置的机械效率相等
C.举起物体两次所做的有用功相等
D、两个装置的拉力大小相等
2.(2020丹东)
如图所示，将重15N的物体在斜坡上以恒定速度从斜坡的底部拉到顶部。 沿斜坡向上的拉力为F=6N，斜坡长度s=1.2m，斜坡高度h=0.3m。 以下哪项陈述是正确的？ 是的（ ）
A.克服物体重力所做的功 7.2J
B. 额外的工作是18J
C、物体上的摩擦力为2.25N
D、斜面机械效率37.5%
3.(2019百色)
如图所示，由同一个滑轮组成的两个滑轮组A、B分别将同一物体在同一时间内以匀速提升到同一高度，而与绳索重量和摩擦力无关。 下列说法正确的是（ ）
AF A = FB
B. 绳索 A 和 B 的自由端以相同的速度移动。
C、两个拉力A、B的功率相同
D、滑轮组B的额外功较多
4.(2019鄂州)
如图所示，利用动滑轮在5秒内将重力为100N的物体以等速垂直提升。 拉力F为60N。 绳子自由端移动的距离为2m。 不考虑绳索的重量和摩擦力。 下列说法正确的是（ ）
A、物体运动速度为0.4m/s
B. 所做的有用功是200J
C、动滑轮机械效率60%
D、拉力F的功率为24W
5.(2019济宁)
两个滑轮组合起来如图所示。 以5N的拉力F拉动绳索末端，使物体在5s内向左水平滑动1m。 物体与地面的摩擦力为9N。 下列选项正确的是（ ）
AA为定滑轮，B为动滑轮
B、拉力F所做的功为5J
C、拉力F的功率为1.8W
D、滑轮组机械效率90%
6.（2019常州）
如图所示，斜面高2m，长4m。 小明用平行于斜面的拉力F，将一个重400N的物体从斜面的底部拉到顶部。 已知拉力F=250N。 对于此过程，以下结果是正确的。 是的（ ）
A、有用功为1000J
B.总做功1600J
C、额外做功200J
D、机械效率60%
7.(2019潍坊)(7分)
一辆质量为1.5×10kg的汽车陷入泥泞路段。 驾驶员利用滑轮组和周围条件组装成如图所示的拖车装置。 已知汽车通过泥泞路段需要移动8m距离，汽车在泥泞路段上受到作用力。 阻力为车辆重量的0.1倍，滑轮的机械效率为80%，g为10N/kg。 在将车辆匀速拖离泥泞路段的过程中，发现：
(1) 所做的有用工作；
(2)作用在绳索自由端的拉力。
8.(2019攀枝花)(6分)
如图所示，一辆行驶在平路上的汽车通过滑轮组牵引重量为G=9×104N的货物A沿斜坡匀速向上移动。 货物A的速度=2m/s。 t=10s后，货物A垂直上升。 高度h=10m。 已知汽车对绳索的拉力F的功率P为120kW。 忽略绳索和滑轮的质量和摩擦力，求：
(1) t时间内小车对绳索张力所做的功；
(2)轿厢对绳索的拉力；
(3)斜面的机械效率。
9.(2019张家界)(7分)
图A是工人利用滑轮组打捞意外落水的圆柱石M的示意图。 整个打捞过程中，石块以匀速v=0.1m/s上升。 石子离开水面后，绳子自由端的拉力为F=2000N。 图B是钢丝绳张力T随时间t变化的图像。 t=0 时，石头刚刚离开河底。 g为10N/kg，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3。
(1)画出图A中石头M离开水面后所受的力示意图。
(2)石子完全浸入水中所受到的浮力为N，石子的质量为Kg。
(3) 河底水的压力是多少？
（4）石子离开水后滑轮组的机械效率是多少？
10.(2020宜宾)(12分)
在抗击新冠肺炎疫情的特殊时期，小马设计了一款如图所示的设备，用于物品的“无接触转运”。 现有的木箱，质量M=25kg，长度L=5m，高h=3m，固定倾斜度，用F=100N的力拉动绳子，使木箱从沿斜坡从底部到顶部，速度为V=0.2m/s。 由于绳索和滑轮之间的摩擦，这个过程涉及额外的工作。 沃=20J。 已知动滑轮的质量为m=1kg。 连接动滑轮的绳索拉直并与斜面平行。 忽略绳索的质量、木箱的尺寸以及绳索从木箱到动滑轮的长度，g为10N/kg。
求：
(1)木箱从坡底上升到坡顶所需的时间；
(2)小马的拉力；
(3)整个装置的机械效率；
(4)斜坡对木箱的摩擦力。
参
测试
回答
案件
存在
向下
边
尝试去找
哦
！
参考答案：
1.D 2.C 3.C 4.D 5.D 6.C
7. (1)W=1.2×104J
(2)拉力F=625N。
8.（1）1.2×106J
(2) 2×104N (3) 75%
9. (1)答案如下
(2)
(3) 5×104Pa (4) 80%
10.【分析】
(1)木箱从坡底上升到坡顶所需时间：
t=L/v=5m/0.2m/s=25s。
(2)小马拉绳子的速度为：
V拉力=2V=2×0.2m/s=0.4m/s。
牵引力为：
P=W/t=FS/t=Fv 拉力=100N×0.4m/s=40W。
(3) 有用功是：
W=Gh=mgh=25kg×10N/kg×3m=750J
总工作量为：
总W=Fx2L=100N×2×5m=1000J
整个装置的机械效率：
=75%
(4) 动滑轮重力所做的附加功为：
W移动=m移动gh=1kg×10N/kg×3m=30J。
斜面对木箱的摩擦力所做的功为：
Wf=-Whave--Wo=
1000J-750J-30J-20J=200J。
斜面与木箱之间的摩擦力：
f=Wf/L=200J/5m=40N。