初中物理竞赛基础教程：机械效率、机械能

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约9350字。
　　第13讲机械效率机械能
　　13.1 学习提要
　　13.1.1 机械效率
　　1. 有用功、额外功和总功
　　为实现某种目的而对物体直接所做的功，称为有用功。例如：用滑轮组将重为G的物体提升高度h，则有用功W有用=Gh。
　　在通过机械对物体做功的过程中，常常还须克服机械的摩擦做功，这部分功有时是我们不需要但又不得不做的功，所以叫做额外功。额外功产生的主要有两种原因：一是提升物体时，克服机械、容器重力等因素所做的功。例如：用滑轮组提升物体时，克服动滑轮重力所做的额外功W额外=G’h（这里G’是动滑轮的重力）。二是克服机械的摩擦所做的功。例如：用滑轮组或斜面提升物体时，克服轮和轴之间及轮和轮之间的摩擦、物体与斜面之间的摩擦所做的额外功W额外=fs。
　　有用功和额外功的总和，称为总功。W总=W有用+W额外
　　2. 机械效率
　　机械效率表示通过机械对物体做功的有效程度的物理量效率越高，所做总功中有用功的比例就越大。
　　在物理学中，将有用功跟总功的比值，称为机械效率。用公式表示为η= W有用/ W总
　　13.1.2  机械能
　　1. 能
　　把物体做功的本领叫做能。物体能做的功越多，就说它具有的能越多。
　　2. 动能和势能
　　动能是物体由于运动而具有的能。物体的质量越大，运动速度越大，其动能就越大。
　　重力势能是物体处于某一高度时所具有的势能。物体质量越大，所处的位置越高，重力势能就越大。
　　弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的势能。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
　　重力势能和弹性势能统称为势能。
　　3. 机械能
　　动能和势能统称为机械能。动能和势能之间可以相互转化，在转化过程中若没有能量的损失或其他能量的补充，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。
　　机械能和其他形式的能之间也可以相互转化。无论是动能和势能之间的相互转化，还是机械能和其他形式的能之间的相互转化常常是通过做功的过程来实现的。在转化过程中，所做的功越多，一种形式的能转化为另一种形式的能就越多。能量的转化多少可以用做功的多少来量度。在国际单位制中能的单位与功的单位相同，也是焦（J）
　　13.2 难点解释
　　13.2.1 理解机械效率的意义
　　1. 机械效率η总小于1
　　机械效率是反映机械性能优劣的主要标志之一，它反映了机械对总功的利用率。
　　理想机械：W总=W有用（或W输入=W输出，W动=W阻）
　　实际机械：W总=W有用+W额外（或W输入=W输出+W额外，W动=W有用阻力+W无用阻力）
　　在实际机械中，由于W有用<W总，所以机械效率η总小于1