走出功率、机械效率概念理解的误区

2015-08-30刘永成管余

中学生数理化·八年级物理人教版 2015年6期

刘永成++管余

误区一：使用机械越省力.机械效率就越高

使用简单机械的好处是能省力或改变用力方向.比如使用动滑轮、斜面、轮轴等机械，虽费距离但省力：使用定滑轮不省力但可以改变力的方向.而机械效率是有用功在总功中占的比值，与机械省力、费力情况无关.不能认为滑轮组越省力，机械效率就越高，也小能认为机械效率越高的机械.使用时越省力.

例1 如图l所示，用下列装置提升同一重物.若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是（

）.

错解：C

错因分析：没有理解机械效率的含义，误认为做相同的有用功，省力的机械做的总功小，机械效率高，殊小知使用机械省力的同时费了距离.机械做的总功不见得小，

解析：使用动滑轮和滑轮组虽然比使用定滑轮省力，但要克服动滑轮所受的重力做额外功，即所做的额外功不为零，根据机械效率n=w有/w总，n<1；使用定滑轮提升重物时，由于不考虑摩擦阻力，所用拉力等于重力，总功等于有用功，根据机械效率n=w有/w总可知，n=1.显然使用定滑轮时机械效率最高，故B正确，

正确答案：B

点拨：一台机器所做的有用功与总功越接近.这台机器的机械效率就越高，滑轮组是否省力取决于绳子绕过动滑轮的股数，与机械效率并没有直接关系.

误区二：功率大的机器，机械效率一定高

功率是物体单位时间内做功的多少，是表示物体做功快慢的物理量，大小与做功多少和时间有关：机械效率是有用功与总功的比值，反映的是机械性能的好坏，功率和机械效率没有必然的联系.

例2下列关于功率的说法正确的是（

）.

A.功率大的机器做的功一定多

B.功率大的机器做功时间一定短

C.功率大的机器做功一定快

D.功率大的机器机械效率一定高

错解：D

错因分析：混淆了功率和机械效率这两个不同的概念，误认为功率大的机械机器效率高.

解析：功率等于功和做功时间的比值.做功多，但是由于做功时间不确定，功率大小不确定.故A选项错误；同理，做功时间短，做功多少不确定，功率大小也不确定，故B选项错误；功率是反映物体做功快慢的物理量，做功快，说明功率大，故C选项正确：功率和机械效率之间没有关系，D选项错误.选C.

正确答案：C

点拨：准确理解功率和机械效率的定义有助于我们理解两者的关系，功率和机械效率是完全无关的两个量，功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功，由公式p=w/t可知，功率大的机械做功不一定多，它还与时间有关.而机械效率是有用功与总功的比值，功率与机械效率是完全不同的，

误区三：做的有用功越多（或额外功越少），机械效率越高

机械效率高的机械，表明有用功占总功的比例大，即在总功一定的情况下，有用功越多，机械效率越高；在有用功一定的情况下，额外功越少，则机械效率越高.

例3关于机械效率，下列说法正确的是（）.

A.额外功少的机械效率高

B.有用功多的机械效率高

C.做功多的机械效率高

D.有用功在总功中的比例大的机械效率高

错选：A或B

错因分析：不理解什么是机械效率，没有使用控制变量法，片面地认为有用功越多或额外功越少.机械效率越高，从而造成错解，

解析：根据可知，影响机械效率高低的主要因素是w总和w额.当W额一定时，w有越多，n越高.例如，用滑轮组提升重物，滑轮组中动滑轮确定了，克服动滑轮重和摩擦做的额外功就一定，这时在允许范围内适当增加提升的物重，则n会提高.当w有一定时，W额越少，n越高，例如，在用滑轮组提起重物时，W有一定，可通过减小机械自重、减小摩擦阻力来提高机械效率，故A、B错，机械效率是有用功与总功的比值，与机械做功多少没有关系.故C错，

正确答案：D

点拨：机械效率受机械设备本身结构、摩擦等因素的影响，改进机械本身的结构，使它更合理、更轻巧，以及良好的保养、适时的润滑，都可以提高机械效率.

学即用，练一练：

1.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）.

A.功率越大，做功越快.机械效率越高

B.做功越少，功率越小，机械效率越低

C.功率越大，反映做功越快，与机械效率无关

D.机械效率越高，表明它做的功越多

2.某实验小组分别用如图2所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物.不计绳重及摩擦.下列说法正确的是（）.

A.甲省力，甲的机械效率大、

B.甲省力.机械效率一样大

C.乙省力，机械效率一样大