一、有用功和额外功
1. 有用功：为了达到目的必须要做的功，用表示。
2. 额外功：克服机械本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做的功，用表示。

3. 总功：有用功与额外功，用表示，其关系式为。
4. 大量实验表明使用任何机械都省功。

解：
1. $ W_{有用} $
2. $ W_{额外} $
[注意] 额外功是指对人们没有用，但又不得不做的功。
3. 之和；$ W_{总} $；$ W_{总}=W_{有用}+W_{额外} $
4. 不

二、机械效率
1. 定义：物理学中，将有用功跟总功的叫作机械效率，通常用表示。
2. 公式：$\eta =$，$\eta$通常用百分数表示，且总。

3. 提高机械效率的方法。
(1) 改进结构，减小自重和。
(2) 提高物体的。

解：
1. 比值；$\boldsymbol{\eta}$
2. $\boldsymbol{\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%}$；小于1（或小于100%）
[注意] 机械效率是有用功与总功之比，它表示机械做功时有用功在总功中所占的比例，只有大小，没有单位。
3. (1) 摩擦
(2) 物重

[典例1] 小明使用如图所示的滑轮组提起所受重力为 10 N 的重物，使它上升 0.2 m，拉力是4 N，拉力对滑轮所做的功为J，这个功叫功。滑轮克服物体所受重力所做的功为J，这个功叫功。用来克服滑轮、绳子所受重力和滑轮间摩擦所做的功为J，这个功叫功。

解析：拉力所做的功为总功，大小为$W_{总}=Fs = 4\ \mathrm{N}×0.6\ \mathrm{m}=2.4\ \mathrm{J}$；克服物体所受重力所做的功为有用功，大小为$W_{有用}=Gh = 10\ \mathrm{N}×0.2\ \mathrm{m}=2\ \mathrm{J}$；用来克服滑轮、绳子所受重力、滑轮间摩擦所做的功叫额外功，因为$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}$，所以$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=2.4\ \mathrm{J}-2\ \mathrm{J}=0.4\ \mathrm{J}$。
答案：2.4 总 2 有用 0.4 额外

[典例2] 小明家装修房屋，一箱质量为 80 kg 的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是$1×10^{4}\ \mathrm{cm}^{2}$。装修工人用 500 N 的拉力 F 通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升 3 m，用时 20 s。求：(g取 10 N/kg)

(1) 建筑材料在水平地面上时对地面的压强。
(2) 拉力 F 的功率。
(3) 滑轮组的机械效率。

解：
(1) 建筑材料所受重力：
$G = mg = 80\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=800\ \mathrm{N}$
建筑材料对水平地面的压力：
$F_{压}=G = 800\ \mathrm{N}$
接触面积$S = 1×10^{4}\ \mathrm{cm}^{2}=1×10^{4}×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}=1\ \mathrm{m}^{2}$
建筑材料对地面的压强：
$p = \dfrac{F_{压}}{S} = \dfrac{800\ \mathrm{N}}{1\ \mathrm{m}^{2}} = 800\ \mathrm{Pa}$
(2) 由图可知$n=2$，绳子自由端移动的距离：
$s = nh = 2×3\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{m}$
拉力做的总功：
$W_{总}=Fs = 500\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=3000\ \mathrm{J}$
拉力做功的功率：
$P = \dfrac{W_{总}}{t} = \dfrac{3000\ \mathrm{J}}{20\ \mathrm{s}} = 150\ \mathrm{W}$
(3) 拉力做的有用功：
$W_{有用}=Gh = 800\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=2400\ \mathrm{J}$
滑轮组的机械效率：
$\eta = \dfrac{W_{有用}}{W_{总}}×100\% = \dfrac{2400\ \mathrm{J}}{3000\ \mathrm{J}}×100\% = 80\%$
答：(1) 建筑材料在水平地面上时对地面的压强为800Pa；
(2) 拉力$F$的功率为150W；
(3) 滑轮组的机械效率为80%。