機械效率五大誤區

王倫宇

機械效率是中考物理的重點之一，許多同學由于對概念理解不透徹，解題時往往陷入誤區而出錯。下面為同學們盤點有關機械效率的五大誤區。

一、誤認為越省力機械效率越高

例1 同一滑輪用如圖1甲、乙兩種方式勻速提升重為100 N的物體，已知滑輪重20 N，繩重和滑輪的摩擦力不計。則 （ ）。

A. 手的拉力：F甲>F乙;機械效率：η甲<η乙

B. 手的拉力：F甲 = F乙;機械效率：η甲 = η乙

C. 手的拉力：F甲>F乙;機械效率：η甲>η乙

D. 手的拉力：F甲

解析：繩重和滑輪的摩擦力不計時，F甲 = G物 = 100 N，F乙= [G物+G動2] = [100 N+20 N2] = ?60 N，易知F甲>F乙。兩幅圖中克服物體重力做的功W有是相同的，但乙圖中拉力還要克服動滑輪的重力做額外功，比甲圖中做的總功要多，由η = [W有W總] × 100%可知，易知η甲>η乙。

答案：C

易錯警示：本題易誤選A。

二、誤認為滑輪組的機械效率與重物被提升高度或繞線方式有關

例2（多選）用如圖2所示的滑輪組提升重物時（忽略繩重及摩擦），下列做法能提高滑輪組機械效率的有（ ）。

A. 增加物體被提升的高度

B. 減輕動滑輪的重力

C. 改變繩子的繞法，減少承擔重物的繩子的段數

D. 增加物體的重力

解析：忽略繩重及摩擦時，滑輪組的機械效率η = [W有W總] × 100% = [G物hG物h+G動h] × 100% = [G物G物+G動] × 100% = [11+G動G物] × 100%，可見滑輪組的機械效率的高低與物體被提升的高度和提升速度無關，與繩子的繞法也無關，選項A、C錯誤;增加物重或減小動滑輪重可以提高機械效率，選項B、D正確。

答案：BD

易錯警示：本題易誤選A、C。

三、誤認為利用滑輪組提升重物時機械效率為定值

答案：90 12 50

易錯警示：在求第三問時，易忽視動滑輪重力，而算成120 N ÷ 0.75 ÷ 3 = 53.3 N。

四、誤認為機械效率越高功率越大或功率越大機械效率越高

例4 下列說法中正確的是（ ）。

A. 機械效率大的功率一定大

B. 機械做功時，做的有用功越多，機械效率越大

C. 機械做功時，工作時間越短，功率一定越大

D. 利用機械做功時可以省力或省距離，但不能省功

解析：有用功與總功的比值叫機械效率，可知機械效率與做功的多少無關;功率反映做功的快慢，功率大則做功快，功率小則做功慢;機械效率與機械功率大小沒有直接關系;功率等于功和做功時間的比值，時間短，但功多少不確定時，功率大小無法確定;利用機械做功時可以省力或省距離，但使用任何機械都不省功。

答案：D

易錯警示：本題易錯選A。

五、誤用推導式

解析：題中滑輪組連接動滑輪的繩子可能有2段或有3段。當n = 2時，所需拉力遠大于實際拉力（120 N），故實際連接動滑輪的繩子數n = 3 。滑輪組的機械效率為：η = [W總W有] = [GnF] = [300 N3×120 N] = 83.3%。

答案：83.3%

易錯警示：本題易錯由推導式η = [GG+G動]得出η = 93.75%，而這個推導式只有在不計繩重和摩擦的情況下才成立。