机械效率五大误区

王伦宇

机械效率是中考物理的重点之一，许多同学由于对概念理解不透彻，解题时往往陷入误区而出错。下面为同学们盘点有关机械效率的五大误区。

一、误认为越省力机械效率越高

例1 同一滑轮用如图1甲、乙两种方式匀速提升重为100 N的物体，已知滑轮重20 N，绳重和滑轮的摩擦力不计。则 （ ）。

A. 手的拉力：F甲>F乙;机械效率：η甲<η乙

B. 手的拉力：F甲 = F乙;机械效率：η甲 = η乙

C. 手的拉力：F甲>F乙;机械效率：η甲>η乙

D. 手的拉力：F甲

解析：绳重和滑轮的摩擦力不计时，F甲 = G物 = 100 N，F乙= [G物+G动2] = [100 N+20 N2] =  60 N，易知F甲>F乙。两幅图中克服物体重力做的功W有是相同的，但乙图中拉力還要克服动滑轮的重力做额外功，比甲图中做的总功要多，由η = [W有W总] × 100%可知，易知η甲>η乙。

答案：C

易错警示：本题易误选A。

二、误认为滑轮组的机械效率与重物被提升高度或绕线方式有关

例2（多选）用如图2所示的滑轮组提升重物时（忽略绳重及摩擦），下列做法能提高滑轮组机械效率的有（ ）。

A. 增加物体被提升的高度

B. 减轻动滑轮的重力

C. 改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数

D. 增加物体的重力

解析：忽略绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率η = [W有W总] × 100% = [G物hG物h+G动h] × 100% = [G物G物+G动] × 100% = [11+G动G物] × 100%，可见滑轮组的机械效率的高低与物体被提升的高度和提升速度无关，与绳子的绕法也无关，选项A、C错误;增加物重或减小动滑轮重可以提高机械效率，选项B、D正确。

答案：BD

易错警示：本题易误选A、C。

三、误认为利用滑轮组提升重物时机械效率为定值

答案：90 12 50

易错警示：在求第三问时，易忽视动滑轮重力，而算成120 N ÷ 0.75 ÷ 3 = 53.3 N。

四、误认为机械效率越高功率越大或功率越大机械效率越高

例4 下列说法中正确的是（ ）。

A. 机械效率大的功率一定大

B. 机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大

C. 机械做功时，工作时间越短，功率一定越大

D. 利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功

解析：有用功与总功的比值叫机械效率，可知机械效率与做功的多少无关;功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小则做功慢;机械效率与机械功率大小没有直接关系;功率等于功和做功时间的比值，时间短，但功多少不确定时，功率大小无法确定;利用机械做功时可以省力或省距离，但使用任何机械都不省功。

答案：D

易错警示：本题易错选A。

五、误用推导式

解析：题中滑轮组连接动滑轮的绳子可能有2段或有3段。当n = 2时，所需拉力远大于实际拉力（120 N），故实际连接动滑轮的绳子数n = 3 。滑轮组的机械效率为：η = [W总W有] = [GnF] = [300 N3×120 N] = 83.3%。

答案：83.3%

易错警示：本题易错由推导式η = [GG+G动]得出η = 93.75%，而这个推导式只有在不计绳重和摩擦的情况下才成立。