機械效率考點面面觀

張虎崗

機械效率是初中物理的一個難點，也是中考必考點，?？疾橐曰喗M為載體的機械效率大小的比較或計算。

考點1：區(qū)分功、功率與機械效率

機械效率與功率反映了機械的不同性能，都與功有關(guān)，但又存在著明顯的區(qū)別，不能將它們混為一談。

例1 （2021·湖北·宜昌）下列有關(guān)機械做功、功率、機械效率的說法，正確的是（）。

A. 效率越高的機械，功率越大

B. 做功越多的機械，功率越大

C. 做有用功越多的機械，效率越高

D. 功率越大的機械，做功越快

解析：通俗地說，機械效率反映了機械做功“好不好”，功率則反映了機械做功“快不快”，兩者并無必然聯(lián)系，故A錯誤。功率的大小不僅與做功多少有關(guān)，還與做功時間有關(guān)，故B錯誤。機械效率表示有用功與總功的比值，并不單純?nèi)Q于有用功的多少，故C錯誤。功率表示做功的快慢程度，功率越大，說明做功越快，故D正確。答案：D。

考點2：比較滑輪組機械效率的高低

若不計繩重與摩擦，在動滑輪個數(shù)一定時，物重越大，機械效率越高;在物重一定時，動滑輪個數(shù)越少，機械效率越高。（假定每個動滑輪質(zhì)量相同。）

例2 （2021·四川·自貢）將規(guī)格完全相同的滑輪，用繩子繞成圖1中的甲、乙滑輪組。使用甲、乙滑輪組分別勻速提升重力為G1、G2的兩物體，升高相同的高度。繩子自由端施加的拉力大小分別為F1和F2，物重G1 > G2，不計繩重和摩擦。則下列判斷正確的是（）。

A. 拉力F1一定大于F2

B. 乙滑輪組的機械效率較高

C. 甲、乙滑輪組的有用功相同

D. 甲的額外功與有用功的比值較小

解析：由圖可知，拉力F1 = [13] （G1 + G動），F(xiàn)2 = [12] （G2 + G動）。若F1 > F2，即[13] （G1 + G動）> [12] （G2 + G動），解得G1 > 1.5G2 + 0.5G動。已知G1 > G2，但無法確定G1是否大于1.5G2 + 0.5G動，所以F1不一定大于F2，故A錯誤。不計繩重及摩擦，滑輪組機械效率η= [W有用W總] = [Gh（G+G動）h] = [GG+ G動] = [11+ G動G]。因為G1 > G2，所以η1 > η2，故B錯誤。有用功W有用 = Gh，因為G1 > G2，所以將兩物體提升相同高度時，甲滑輪組所做有用功比乙多，故C錯誤。額外功W額外 = G動h，因為甲、乙兩滑輪組所用滑輪規(guī)格相同，且動滑輪被提升高度相同，所以兩滑輪組所做額外功相同，又因為甲滑輪組所做的有用功比乙多，所以甲的額外功與有用功的比值較小，故D正確。答案：D。

考點3：計算滑輪組的機械效率

不計繩重及摩擦?xí)r，計算滑輪組機械效率常用的公式有：η = [W有用W總] = [GnF] = [GG+G動]。

例3 （2021·湖北·襄陽）如圖2所示，工人用300 N的拉力，把一重為500 N的貨物G用滑輪組提升了3 m（忽略摩擦及繩重）。求：

（1）工人做的有用功;

（2）滑輪組的機械效率（結(jié)果保留一位小數(shù)）;

（3）動滑輪重。

解析：（1）工人做的有用功W有 = Gh = 500 N × 3 m = 1500 J。（2）由圖可知，該滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n = 2。忽略繩重及摩擦，滑輪組的機械效率η = [W有用W總] = [GhFs] = [GnF] = [500 N2 × 600 N] ≈ 83.3%。（3）動滑輪重G動 = nF - G = 2 × 300 N - 500 N = 100 N。