任何機器本身都會受到力，并且相對運動的部件之間存在摩擦。因此，在使用任何機器時，除了做有用的工作外，不可避免地要做額外的工作。此時，功率所做的總功等于有用功加上額外功。所以機械效率總是小于1。有用功與總功的比值稱為機械效率。

2 工作分類編輯本段

2.1 有用的工作是指我們必須做的部分工作。在物理學中，它被稱為有用功。無論采取哪種方式，這都是必須要做的工作。

2.2 額外的工作（無用的工作）無用的工作是指不需要但必須做的工作。

2.3 總功總功是指有用功和額外功的總和。有用功是指物體在繩子上所做的功。如果要以勻速h提升物體，由于升力等于重力G，所以必須對物體做Gh功。這項工作是有用的（無論摩擦等因素如何）。

η=W ÷ W 總計 × 100%

η 發(fā)音為：aita

有用功總是小于總功，因此機械效率總是小于1。機械效率通常用百分比表示。例如，總功為500J，有用功為400J，機械效率為400J/500J=0.8=80%。

2.4 功的定義任何機器本身都受到重力的影響，相對運動的部件之間存在摩擦力。因此，在使用任何機器時斜面的機械效率題目，除了做有用的工作外，不可避免地要做額外的工作。此時，功率所做的總功等于有用功加上額外功。

有用功與總功的比值稱為機械效率（），用符號eta表示。

3 工作公式編輯本段

3.1 通式機械效率等于有用功與總功的比值，用公式表示，其中eta代表機械效率，Wused代表有用功，代表總功。注：由于有用功始終小于總功，因此機械效率始終小于 1。

對于機械系統(tǒng)的效率計算，如果系統(tǒng)簡單地由幾個機器或機構串聯(lián)而成，則系統(tǒng)的總效率是每個機器或機構的效率的連續(xù)乘積。（乘法原理）如果系統(tǒng)的組成比較復雜，可以應用功率流的概念，找出輸出功和輸入功之間的關系，從而得到機械系統(tǒng)的總效率。

一臺機器所做的有用功與總功越接近，該機器的機械效率就越高，但不會超過1，即100%。

求滑輪組的機械效率： η = w has ∕ w has 總計 = w has ∕ w has

+w額頭=Gh/Gh+G移動 h=G/G+G移動

3.2 第一式 η=W有用/W總計×100%=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/Fn=G/(G+G動滑輪)=G/

∵F=1/n·G總計

G是物體的重量，

h 是物體上升的高度，

F為拉力，

s是繩索上升的高度，

n 是繩索纏繞數(shù)（連接到動滑輪）。

3.3 第二個公式或：

η=有用W/總計W×100%

=Gh/G總小時

=Gh/(G+Go)h

=G/(G+去)

G+Go是動滑輪和物體的總重量，

Go 是動滑輪重量。

3.4 斜面機械效率公式 η=W 有用/W 總=Gh/Fl G 為物體重量，h 為斜面垂直高度，F(xiàn) 為拉力，l（長）為物體長度斜面。

機械效率與許多因素有關。例如，滑輪組的機械效率主要受物體重量影響，其次是滑輪重量、繩索重量和摩擦力。無論用同一套滑輪組吊起繡花針，還是比動滑輪重很多的重物，都需要抬起動滑輪，克服繩子的重量和摩擦力。前者的額外功遠遠大于有用功，其機械效率幾乎為零，而后者的額外功占總功的比例要小得多，因此物體的重量越大，其機械效率就越高。機械效率。

3.5意義（1）機械效率是反映機械性能好壞的重要指標之一。總功等于有用功和額外功之和，因此有用功只占總功的一部分。顯然，有用功所占的比例越大，機器對總功的利用率就越高，機器的性能就越好。在物理學中，機械效率用來表示機器總功的利用率。

(2)計算機械效率時，要注意物理量名稱的含義。總功：電源對機器所做的功稱為功率功，也稱為輸入功。理想機器：W總計=W有用，W輸入=W輸出，W動態(tài)=W電阻。實際機器：W總計=W有用+W額外，W輸入=W輸出+W額外，W動態(tài)=W有用電阻+W無用的抵抗

4 基本思想編輯本段

4.1 如何學習機械效率機械效率是學生學習的重點和難點。它緊密聯(lián)系了《簡單機械》和《功》兩章的內(nèi)容。內(nèi)容綜合性強，學生理解難度大。我們先來說說解決機械效率問題的基本思路：

1、首先要仔細審題，理解題中的物理現(xiàn)象和過程。

2. 計算有用功、額外功和總功。

根據(jù)人們使用機器的方式，有用功的計算會有所不同。例如：如果使用機器的目的是舉起重物，那么克服物體重力所做的功就是有用功。假設重物的重力為G，提升高度為h，那么如果使用機器的目的是使重物在水平面上平移，那么克服物體與水平面之間的摩擦力所做的功是有用的工作。假設摩擦力為X，物體移動的距離為s，則。額外的工作是指對人無用但必須額外??完成的工作。由于滑輪與軸、繩索與滑輪之間的摩擦力以及機器的自重總是客觀存在的，所以額外的功總是不可避免的。總功是人們對機器施加的力量所做的功。假設功率為F斜面的機械效率題目，物體通過該功率移動的距離為s，則；如果對機器做功的功率為P，做功的時間為t，則w=Pt。

3.使用機械效率公式

4.2 解決問題時要注意關系。解題時還應注意相關的幾何關系。

若用滑輪組提升重物，若重物上升hm，支撐重物的繩索股數(shù)為n，則繩索自由端移動的距離s=nh，速度為如果用滑輪組沿水平方向拉動物體，如果物體移動lm，則承載物體與物體之間摩擦力的繩索股數(shù)水平面為n股，則繩索自由端移動的距離s=nl，繩索端受動力移動的速度為n倍物體速度

4.機械效率公式。

是一個比率，不大于1，沒有單位；這是一個百分比

η=W 有用/W 總量X 100%

5. 最后，選擇機械效率的幾個表達式之一，

5 其他信息編輯本段

5.1 提高機械效率的方法。

根據(jù)公式，我們可以知道：在有用功不變的情況下，我們可以通過減少附加功（減少機器自重，減少機器的摩擦）來提高機械效率，（例如我們采用輕型塑料桶代替重桶打水）鐵桶打水就是利用這個原理）；如果附加功不變，可以通過增加有用功來提高機械效率；（例如，在研究滑輪組的機械效率時，我們會發(fā)現(xiàn)同樣的滑輪組可以舉起很重的物體，物體越重，機械效率越高，這就是真理）；當然，如果能減少額外的工作，同時增加有用的工作，那就更好了。提高機械設備的機械效率具有重要的現(xiàn)實意義。

eta=Whas/*100%=Gh/Fs*100%

5.2 斜面機械效率 1. 研究斜面機械效率有何關系？

猜想：當斜面的光滑度相同時，斜面的斜度越大，機械效率越高。

設計實驗：設備：斜臺、木塊、彈簧測力計、秤

（實驗過程中，木塊重量G不變，斜面長度S不變，斜面高度h和拉力F變化）

進行實驗：（將測量數(shù)據(jù)填入下表）

① 用彈簧測力計測量木塊的重力G

②用標尺l測量斜坡的長度S和高度h1

③用彈簧測力計拉動木塊作勻速直線運動，讀出拉力F1

④ 改變斜坡的坡度，測量斜坡的高度h2

⑤ 用彈簧測力計拉動木塊作勻速直線運動，讀出拉力F2

表1

坡度有緩有陡

物體重量G/N

傾斜高度h/m

沿斜面的拉力F/N

斜坡長度s/m

有用的工作W有/J

總功 W 總/J

機械效率

慢點

更陡峭

計算公式：

W 有 1=G h1 W 有 2=G h2

W合計1=F1S W合計2=F2 S

結論：斜面傾角越大，機械效率越高。

附：測試參考數(shù)據(jù)（9（3）班哈利測量的數(shù)據(jù)）

斜坡傾斜度物體重量 G/N

傾斜高度h/m

沿斜面的拉力F/N

斜坡長度s/m

有用的工作W有/J

總功 W 總/J

機械效率？

較慢1.5 0.09 0.5 0.7 0.135 0.35 38.5%

陡峭1.5 0.09 0.7 0.7 0.255 0.49 52%

2、斜面的機械效率與物體斜面之間的接觸面大小有何關系？

猜想：斜面的機械效率與物體斜面之間接觸面的大小無關

設計實驗：設備：斜臺、木塊、彈簧測力計、秤

（實驗時，保持木塊重量G不變，斜面長度S不變，斜面高度h不變，變化的是物體斜面與物體的接觸面積拉力F）（建議有困難的同學選擇該實驗）

進行實驗：（將測量數(shù)據(jù)填入下表）

① 用彈簧測力計測量木塊的重力G

②用標尺測量兩個斜面的長度S和高度h。

③ 將木塊放平，用彈簧測力計拉動木塊作勻速直線運動，讀取拉力F1

④ 將木塊側放，用彈簧測力計拉動木塊勻速直線運動，讀取拉力F2

⑤ 根據(jù)公式：W有=W總計=

表2

傾斜度物體的重量

G/N 坡度

h/m 沿斜面的拉力

F/N 斜率長度

s/m 有用的工作

W 有/J 總工作量

W 總/J 機械效率

較小

較大

經(jīng)過計算比較，得出斜面的機械效率與物體斜面之間的接觸面大小無關。

附：測試參考數(shù)據(jù)

傾斜度物體的重量

G/N 坡度

h/m 沿斜面的拉力

F/N 斜率長度

s/m 有用的工作

W 有/J 總工作量

W 總/J 機械效率

較小1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52%

較大1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52%

3、斜面的機械效率與其粗糙度有什么關系？

猜想：表面越光滑，機械效率越高

設計實驗：設備：斜臺、木塊、彈簧測力計、秤

（實驗過程中，木塊重量G不變，斜面長度S不變，斜面高度h不變，變化的是斜面粗糙度和拉力F ）

進行實驗：（將測量數(shù)據(jù)填入下表）

① 用彈簧測力計測量木塊的重力G

②用標尺測量兩個斜面的長度S和高度h。

③將木塊放在木板上，用彈簧測力計拉動木塊勻速直線運動，讀取拉力F1

④ 將毛巾放在木板上，用彈簧測力計拉動木塊作勻速直線運動，讀出拉力F2

⑤ 根據(jù)公式：W有=W總計=

表格3

傾斜度物體的重量

G/N 坡度

h/m 沿斜面的拉力

F/N 斜率長度

s/m 有用的工作

W 有/J 總工作量

W 總/J 機械效率

更順暢

粗糙

經(jīng)過計算比較，表面越粗糙，機械效率越低。

附：測試參考數(shù)據(jù)

坡度坡度

傾斜物體的重量

G/N 坡度

h/m 沿斜面的拉力

F/N 斜率長度

s/m 有用的工作

W 有/J 總工作量

W 總/J 機械效率

平滑1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52%

粗糙 1.5 0.17 1 0.7 0.255 0.7 36%

4、斜面的機械效率與物體的重量有什么關系？（推薦了解）

猜想：斜面的機械效率與物體的重量無關

設計實驗：設備：斜臺、木塊、彈簧測力計、秤

（實驗過程中，斜面長度S不變，斜面高度h不變，變化的是物體的重量G和拉力F）

進行實驗：（將測量數(shù)據(jù)填入下表）

①用彈簧測力計測量木塊的重力G1，并用刻度上的兩個斜面的長度S和高度h。

②將木塊放在木板上，用彈簧測功機拉動木塊勻速直線運動，讀出拉力F1

③用彈簧測力計測量木塊和鉤碼的重力G2。

④用彈簧測力計拉動木塊和鉤碼勻速直線運動，讀出拉力F2

⑤ 根據(jù)公式：W有=W總計=FS

表格4

傾斜度物體的重量

G/N 坡度

h/m 沿斜面的拉力

F/N 斜率長度

s/m 有用的工作

W 有/J 總工作量

W 總/J 機械效率

打火機

較重

經(jīng)過計算比較，得出機械效率與物體重量無關

附：測試參考數(shù)據(jù)

坡度坡度

傾斜物體的重量

G/N 坡度

h/m 沿斜面的拉力

F/N 斜率長度

s/m 有用的工作

W 有/J 總工作量

W 總/J 機械效率

打火機 1.5 0.17 0.7 0.7 0.255 0.49 52%

較重2.5 0.17 1.1 0.7 0.455 0.77 55%

5.3 普通機械噴氣推進系統(tǒng)機械效率：16%-24%

起重機：40%-50%

內(nèi)燃機（汽油機）：22%-27%

柴油機：28%-30%

汽輪水泵：60%-80%

滑輪組：50%-70%

電動機：70%

5.4 提高機械效率，增加物體重量，減少G輪（滑輪組內(nèi)）。

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（知識點）機械效率總小于1的分類編輯本段

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