突破三大計算機械效率的重要公式的運用思考

摘要：機械效率是初中物理教學中的一大重點，并且也是中考的常考點，因此，我們有必要專項練習機械效率的有關題目.機械效率的概念是：有用功與總功的比值，即η=W有用W總×100%，∵W總=W有用+W額外，∴W有用<W總，∴η<1.

關鍵詞：機械效率;滑輪組

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2021）29-0059-02

一、

例1，現有一個提升臂需要將重為720N的大箱子提升10米，已知此提升臂中的滑輪組的機械效率為60%，試求在這個過程中這個提升臂所做的總功.

然而，對于滑輪組，有s=nh即重物被提升的高度與乘以穿過動滑輪的繩子的數量會等于繩子自由端在作用力的方向上的移動距離.那么，機械效率的定義式又可以被改變成：

二、

例2按照圖1所示組裝出一個滑輪組，雇用工人使用500N的拉力F來拉動繩子自由端，這時，這個重為900N的重物勻速上升了3米（不計繩子重量和繩與滑輪之間的摩擦），試求：

（1）滑輪組的η;

（2）動滑輪的重力為多少.

（2）由題意可知，n=3，所以我們可以使用“二力平衡”的方法，則有3F=G+G，其中G為重物所受的重力、G為滑輪所受的重力，

∴G=3F-G=3×500N-900N=600N

例3如圖2所示，一重物被拉力F拉動，且這個重物在水平面上做勻速直線運動，已知拉力F=100N，該滑輪組的機械效率為80%，試問：重物與地面之間產生的摩擦力.

三、

例4如圖3所示，現在需要使用滑輪組提升重物，物體的重力為G，人工用拉力F為60N的恒力拉動繩子自由端，并且要保持豎直向上，已知動滑輪重為30N，繩子的重量和繩子與滑輪之間的摩擦不計.現在需要求出：

（1）物體所受重力;

（2）該滑輪組在提升重物的過程中的η.

解（1）由題意可知：n=2，

根據二力平衡：2F=G+G，

精析在實際問題中，提升重物需要豎直狀態的滑輪組，然而在豎直狀態下忽略了繩子的重力、繩子與滑輪之間的摩擦的情況下，重物與動滑輪的重力做功占主要地位，因此，機械效率還可以寫成：

通過上述三種不同的機械效率的表示方式，我們可以知道所有的變形式都是由定義式延伸出來的，因此，學生們應該掌握機械效率的定義式，再由不同的解題情景來選擇適合的變形式，奠定好基礎，得分更容易.

參考文獻：

[1]侯中柱.常見機械的效率計算[J].初中生學習指導，2018（Z6）：120-122.

[責任編輯：李璟]

作者簡介：陳培（1992.6-），女，碩士，中學一級教師，從事高中物理教學研究.