关于机械效率的几点看法

赵思记

机械效率的定义是有用功与总功的比值，叫机械效率。

有用功就是克服物体的重力所做的功，也就是对我们而言对我们有用的功，例如从水井里打水，克服水的重力所做的功就是有用功而克服水桶所做的功就是额外功，而如果是水桶掉井里了，我们要找水桶，而克服水桶的重力所做的功就是有用功，而克服水桶里的水所做的功就是额外功了。

我们使用机械要多做功，而多做的功就是额外功，多做功为什么我们还要使用机械呢？我们是为了省力呀！假如物体重10N，不使用任何机械，你必须要用10N的力才能提起它，而使用机械的话，就可以用小于10N的力提起它，或3N或2N就够了，所以虽然是多做了功，但是我们省力了呀，我们多做的功是克服动滑轮重力做的功，克服绳子的重力所做的功，克服绳子和滑轮之间的摩擦所做的功，但我们在题目中更多的是不考虑绳子的重力和绳子与滑轮之间的摩擦，因为它们很小呀，与动滑轮重力相比太小了，就可以忽略了，所以克服动滑轮重力做的功就是额外功，这样的话题目就简单了，在这里还可以求动滑轮的重力。

而对于斜面而言，使用斜面也是为了省力，因为斜面越长越省力，但是物体与斜面之间有阻力呀，而克服阻力所做的功就是额外功，这个功是我们不想做但又要必须去做的，那我们为什么要做呢？为了省力呀，当然在不考虑物体和斜面之间摩擦的时候，我们是不做额外功的，这个时候机械效率就是1，也就是百分之百了。利用这个问题我们还可以求物体和斜面之间的阻力，用总功减去有用功，求出额外功，再用额外功去除以斜面的长就可以了。

杠杆的额外功就是克服杠杆本身的重力，杠杆很轻的时候是可忽略其重力的，但当杠杆很重的时候就不能不重视了。使用杠杆求总功的時候，当然要会测量力臂，力臂不是支点和作用点之间的距离，而是支点与力的作用线之间的距离，这一点尤其要注意。

在探究机械效率的实验中，要会组装滑轮组，要会找承担物体重力的绳子段数，就是和动滑轮接触的绳子段数，因为只有动滑轮能省力，而定滑轮只能改变力的方向。在组装滑轮组的时候，只要绳子的起始端从定滑轮开始，则承担物体重力的绳子段数就是偶数，如果起始端从动滑轮开始，那么承担物体重力的绳子段数就是奇数了。

从实验中我们可看到有几根绳子承担物体重力，绳子移动的距离就是物体上升距离的几倍，所以求机械效率还有一种方法就是用物体重力和绳子段数与拉力的乘积的比值就行了，这样更加简单。

另外，有几段绳子承担物体重力，绳子移动的速度也是物体上升速度的几倍，这个问题如果懂的话，对解决问题很有帮助。

（作者单位：山东省高密市中小学生综合实践基地）