走出功率、機(jī)械效率概念理解的誤區(qū)

劉永成++管余

誤區(qū)一：使用機(jī)械越省力.機(jī)械效率就越高

使用簡單機(jī)械的好處是能省力或改變用力方向.比如使用動(dòng)滑輪、斜面、輪軸等機(jī)械，雖費(fèi)距離但省力：使用定滑輪不省力但可以改變力的方向.而機(jī)械效率是有用功在總功中占的比值，與機(jī)械省力、費(fèi)力情況無關(guān).不能認(rèn)為滑輪組越省力，機(jī)械效率就越高，也小能認(rèn)為機(jī)械效率越高的機(jī)械.使用時(shí)越省力.

例1 如圖l所示，用下列裝置提升同一重物.若每個(gè)滑輪重相同，不計(jì)摩擦，則機(jī)械效率最高的裝置是（

）.

錯(cuò)解：C

錯(cuò)因分析：沒有理解機(jī)械效率的含義，誤認(rèn)為做相同的有用功，省力的機(jī)械做的總功小，機(jī)械效率高，殊小知使用機(jī)械省力的同時(shí)費(fèi)了距離.機(jī)械做的總功不見得小，

解析：使用動(dòng)滑輪和滑輪組雖然比使用定滑輪省力，但要克服動(dòng)滑輪所受的重力做額外功，即所做的額外功不為零，根據(jù)機(jī)械效率n=w有/w總，n<1；使用定滑輪提升重物時(shí)，由于不考慮摩擦阻力，所用拉力等于重力，總功等于有用功，根據(jù)機(jī)械效率n=w有/w總可知，n=1.顯然使用定滑輪時(shí)機(jī)械效率最高，故B正確，

正確答案：B

點(diǎn)撥：一臺(tái)機(jī)器所做的有用功與總功越接近.這臺(tái)機(jī)器的機(jī)械效率就越高，滑輪組是否省力取決于繩子繞過動(dòng)滑輪的股數(shù)，與機(jī)械效率并沒有直接關(guān)系.

誤區(qū)二：功率大的機(jī)器，機(jī)械效率一定高

功率是物體單位時(shí)間內(nèi)做功的多少，是表示物體做功快慢的物理量，大小與做功多少和時(shí)間有關(guān)：機(jī)械效率是有用功與總功的比值，反映的是機(jī)械性能的好壞，功率和機(jī)械效率沒有必然的聯(lián)系.

例2下列關(guān)于功率的說法正確的是（

）.

A.功率大的機(jī)器做的功一定多

B.功率大的機(jī)器做功時(shí)間一定短

C.功率大的機(jī)器做功一定快

D.功率大的機(jī)器機(jī)械效率一定高

錯(cuò)解：D

錯(cuò)因分析：混淆了功率和機(jī)械效率這兩個(gè)不同的概念，誤認(rèn)為功率大的機(jī)械機(jī)器效率高.

解析：功率等于功和做功時(shí)間的比值.做功多，但是由于做功時(shí)間不確定，功率大小不確定.故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；同理，做功時(shí)間短，做功多少不確定，功率大小也不確定，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；功率是反映物體做功快慢的物理量，做功快，說明功率大，故C選項(xiàng)正確：功率和機(jī)械效率之間沒有關(guān)系，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.選C.

正確答案：C

點(diǎn)撥：準(zhǔn)確理解功率和機(jī)械效率的定義有助于我們理解兩者的關(guān)系，功率和機(jī)械效率是完全無關(guān)的兩個(gè)量，功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功，由公式p=w/t可知，功率大的機(jī)械做功不一定多，它還與時(shí)間有關(guān).而機(jī)械效率是有用功與總功的比值，功率與機(jī)械效率是完全不同的，

誤區(qū)三：做的有用功越多（或額外功越少），機(jī)械效率越高

機(jī)械效率高的機(jī)械，表明有用功占總功的比例大，即在總功一定的情況下，有用功越多，機(jī)械效率越高；在有用功一定的情況下，額外功越少，則機(jī)械效率越高.

例3關(guān)于機(jī)械效率，下列說法正確的是（）.

A.額外功少的機(jī)械效率高

B.有用功多的機(jī)械效率高

C.做功多的機(jī)械效率高

D.有用功在總功中的比例大的機(jī)械效率高

錯(cuò)選：A或B

錯(cuò)因分析：不理解什么是機(jī)械效率，沒有使用控制變量法，片面地認(rèn)為有用功越多或額外功越少.機(jī)械效率越高，從而造成錯(cuò)解，

解析：根據(jù)可知，影響機(jī)械效率高低的主要因素是w總和w額.當(dāng)W額一定時(shí)，w有越多，n越高.例如，用滑輪組提升重物，滑輪組中動(dòng)滑輪確定了，克服動(dòng)滑輪重和摩擦做的額外功就一定，這時(shí)在允許范圍內(nèi)適當(dāng)增加提升的物重，則n會(huì)提高.當(dāng)w有一定時(shí)，W額越少，n越高，例如，在用滑輪組提起重物時(shí)，W有一定，可通過減小機(jī)械自重、減小摩擦阻力來提高機(jī)械效率，故A、B錯(cuò)，機(jī)械效率是有用功與總功的比值，與機(jī)械做功多少?zèng)]有關(guān)系.故C錯(cuò)，

正確答案：D

點(diǎn)撥：機(jī)械效率受機(jī)械設(shè)備本身結(jié)構(gòu)、摩擦等因素的影響，改進(jìn)機(jī)械本身的結(jié)構(gòu)，使它更合理、更輕巧，以及良好的保養(yǎng)、適時(shí)的潤滑，都可以提高機(jī)械效率.

學(xué)即用，練一練：

1.下列關(guān)于功、功率、機(jī)械效率的說法正確的是（）.

A.功率越大，做功越快.機(jī)械效率越高

B.做功越少，功率越小，機(jī)械效率越低

C.功率越大，反映做功越快，與機(jī)械效率無關(guān)

D.機(jī)械效率越高，表明它做的功越多

2.某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖2所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪重相同）勻速提起相同的重物.不計(jì)繩重及摩擦.下列說法正確的是（）.

A.甲省力，甲的機(jī)械效率大、

B.甲省力.機(jī)械效率一樣大

C.乙省力，機(jī)械效率一樣大

D.乙省力，乙的機(jī)械效率大

3.將一定滑輪改為動(dòng)滑輪使用，則它的機(jī)械效率在不計(jì)繩重和摩擦?xí)r（）.

A.一定提高

B.一定降低

C.一定不變

D.無法判斷

參考答案：1.C 2.B3.Bendprint