机械效率是学生学习的重点和难点,它把《简单机械》和《功》这两章内容紧密地联系起来,综合性较强,学生较难理解。下面谈一谈解答机械效率问题的基本思路:
1. 首先应认真审题,搞清题目中的物理现象及过程。
2. 计算有用功、额外功和总功。
根据人们使用机械的不同,有用功的计算也不尽相同。例如:若使用机械的目的是提升重物,那么克服物体的重力做的功就是有用功。设重物的重力为G,提升的高度为h,则;如果使用机械的目的是在水平面上平移重物,那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功就是有用功。设摩擦力为X,物体移动的距离为s,则。额外功是指对人们无用但又不得不额外做的功。由于滑轮与轴之间和绳与滑轮之间的摩擦以及机械的自重总是客观存在的,因此额外功总是不可避免的。而总功是人们作用在机械上的动力所做的功。设动力为F,动力使物体移动的距离为s,则;如果动力对机械做功的功率为P,做功的时间为t,则w=Pt.
3. 运用机械效率公式
解题时还应注意有关的几何关系。
如果使用滑轮组提升重物时,若重物升高hm,承拉重物的绳的股数是n股,则绳自由端移动的距离s=nh,动力作用的绳端移动的速度是重物上升速度的n倍。如果使用滑轮组沿水平方向拉物体时,若物体移动lm,随担物体与水平面间的摩擦力的绳的股数是n股,则绳自由端移动的距离s=nl,动力作用的绳端移动的速度是物体移动速度的n倍。
4. 机械效率的公式。
它是一个比值,不会大于1,且没有单位;为百分数
η=W有用/W总 X 100%
5. 最后,选用机械效率的几种表达式中的一个,