师：今天我们一起来学习第十章第五节机械效率。无论是复杂机械，还是杠杆、滑轮组这类简单机械，都存在机械效率的问题。什么是机械效率呢？我们先来弄清楚它的概念。同学们不妨想象这样一个情境：前面的学习中，我们知道使用动滑轮能省力，那么使用动滑轮将物体提升至一定高度，与不使用动滑轮直接将物体提至同一高度，所做的功一样吗？为了弄清这个问题，我们来进行以下实验。
第一次实验，用弹簧测力计将钩码缓慢提升至一定高度，计算拉力所做的功。第二次实验，借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢提升至相同高度，再次计算拉力做的功，然后与第一次实验结果比较，并分析造成实验结果的原因。接下来我们一起观察这个实验过程。
我们知道使用动滑轮提升物体可以省力，那它可以省功吗？这是一个画有均匀方格的竖直平面，每个方格边长为5厘米。用已调零的弹簧测力计测出一个钩码重力为2牛。对钩码初始位置做标记，用测力计将钩码竖直、缓慢地提升两格高度，钩码移动距离等于10厘米，根据公式计算出拉力对钩码做的功W1为0.2焦。对钩码和测力计初始位置做标记，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码竖直、缓慢地提升相同高度，过程中读出测力计示数为1.2牛，对钩码和测力计末位置做标记。测力计上升4格高度，移动距离等于20厘米，根据公式计算出拉力做的功W2为0.24焦。可以看出，W2大于W1。实验结果表明，虽然两次实验中钩码被提升了相同高度，但第二次拉力做的功更多。这说明使用动滑轮虽然省力，但由于滑轮自重以及摩擦等因素影响，我们要多做功，所以使用动滑轮可以省力但不省功。
通过实验结果，同学们可以发现，使用动滑轮时省力却要做更多功，思考一下造成这一现象的原因是什么？比较两次实验，不难发现，无论是直接将钩码提升，还是借助动滑轮提升，由于钩码重力G相同，提升高度也相同，所以两次实验中对钩码所做的功是一样的。两次实验目的都是将钩码提升一定高度，因此两次实验中对钩码所做的功符合我们的目的，这种符合目的的功我们称之为有用功，用符号W有表示。
与直接提升钩码相比，如果使用动滑轮提升物体，虽然省力，但提升钩码过程中，不得不将动滑轮本身也提升一定高度，这个过程中，需要克服动滑轮自重以及滑轮与绳的摩擦等因素，额外做一些功，我们称之为额外功，用W额表示。所以，使用滑轮组提升钩码时，所做总功等于克服钩码自重所做的有用功与克服动滑轮自重以及摩擦力等所做额外功之和。正是这部分额外功，导致使用动滑轮省力却要做更多功，动滑轮省力不省功。
在之前实验中，我们得到三个基本概念：有用功是符合我们目的、对我们有用的功；额外功是对我们无用但又不得不做的功；有用功与额外功的总和是总功，表达式为W总 = W有 + W额 。人们使用机器时，希望总功中有用功所占比值越大越好，额外功所占比值越小越好。为衡量有用功在总功中所占比值，我们引入机械效率这一物理量，它表示有用功和总功的比值。
机械效率用希腊字母η表示，η写法类似英文n，但右边稍长。机械效率η的定义式是η = W有÷W总×100% ，也可写成η = W有÷（W有 + W额）×100% ，机械效率一般以百分数形式表示。
假如使用某种机械时，机械效率是80%，意味着所做总功中，80%是有用功，剩余20%是额外功。我们通过一道习题练习机械效率的有关计算：用一个动滑轮将200牛的物体匀速提升2米，所用拉力F为120牛，此动滑轮的机械效率是多少？给大家一分钟时间计算。
这个问题中，目的是将物体匀速提升2米，因此克服物重200牛所做的功是有用功，W有 = Gh = 200牛×2米 = 400焦耳。整个装置在120牛拉力F作用下被提升，拉力F所做的功是总功。注意，根据动滑轮知识，动滑轮绳端上升高度是物体上升高度的两倍，所以W总 = Fs = F×2h = 120牛×2×2米 = 480焦耳。
分别计算有用功和总功后，利用机械效率公式η = W有÷W总×100% 代入计算，动滑轮机械效率约等于83.3%。各位同学，做对了吗？接下来我们大概了解一些常见机械的机械效率。首先是第一次工业革命的伟大发明蒸汽机车，它的机械效率约10%，即蒸汽机车所做总功中只有10%左右是有用功，剩余90%左右是额外功，大量能量被浪费。当然，随着科技进步，现在更多使用汽油机和柴油机。汽油机热效率约25%，柴油机热效率约30%。相比于蒸汽机，仅从热效率看已有很大进步，但似乎没想象中那么高。如果是用电的电动机，热效率可达70%以上。其他像喷气发动机效率约60%，传送带机械效率可达90%，这意味着传送带工作时总功中有90%是有用功，只有10%左右是额外功，这是很高的数值。