與簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)一直是各地中考的熱門話題。 由于此類題涉及的知識(shí)點(diǎn)較廣，幾乎涵蓋了初中力學(xué)的所有知識(shí)點(diǎn)，所以綜合性很強(qiáng)，要求學(xué)生整體掌握力學(xué)部分。 相對(duì)較高。
初中常見的簡(jiǎn)單機(jī)械有以下幾種：杠桿、滑輪、斜面、軸、螺釘?shù)取?span style="display:none">dS0物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
現(xiàn)在我們以三個(gè)典型模型為例初中物理總功有用功，詳細(xì)闡述機(jī)械效率的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)在聯(lián)系，供大家欣賞和評(píng)價(jià)。 希望對(duì)同學(xué)們今后解答此類問題有所幫助。
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三種典型簡(jiǎn)單機(jī)械效率詳解
簡(jiǎn)單的機(jī)械可以理解為一種方法和手段。 首先考慮物理模型。 如果我們需要將一個(gè)塊（重力G）提升到高度h，我們可以直接用手將其提升。 此時(shí)機(jī)械效率η最大，接近100%； 但有時(shí)重量G太大，徒手難以移動(dòng)。 在這種情況下，我們需要使用簡(jiǎn)單的機(jī)械。
本文以此模型為例，從杠桿、滑輪、斜面的角度詳細(xì)講解了η的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。
杠桿機(jī)械效率eta
相關(guān)概念
圖1-1 杠桿
如圖1-1所示，用一個(gè)大小為F的垂直向下的力，通過杠桿將木塊G提升到高度h。
有用的工作，顧名思義，就是對(duì)我們有用的工作，即在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程中產(chǎn)生的工作。 這里我們需要將物體提升到高度h，所以W=G·h
額外的功，也就是無用功，在這個(gè)模型中主要來自于桿的重量G0，桿的重心上升到一個(gè)高度H，所以額外的功就是克服自重所做的功桿，所以W = G0·H。
（注：關(guān)于杠桿型號(hào)，看問題時(shí)請(qǐng)看清楚描述。輕量杠桿是指不考慮桿的自重。均勻杠桿是指桿的重心在如果沒有提及輕重量，則一般應(yīng)注意桿體自重造成的附加重量）。
總工作量是所有工作量的總和。 總功的來源來自于拉力F所做的功，因此W總=F·S。
試想一下，如果沒有拉力F，就沒有有用功或額外功，所以W總是=W有+W量（F·S=G·h+G0·H）。 綜上所述，機(jī)械效率η=Whas/=G·h/F·S
實(shí)例講座
如圖所示，一根均勻的木棍為OC，OA=1/4OC，B為OC的中點(diǎn)。 在C點(diǎn)施力，會(huì)將A點(diǎn)重200N的物體以勻速（不含摩擦力）提升0.2m。 機(jī)械效率為80%，舉起物體所做的有用功為J，木棍的重量為N。若將重物移動(dòng)到B點(diǎn)，仍勻速舉升0.2m，則機(jī)械效率為將是（大于/等于/小于）80% 。
解析答案：
滑輪組機(jī)械效率 η
相關(guān)概念
圖2-1 滑輪組
如圖2-1所示，滑輪組用于以拉力F將木塊G提升到高度h。同樣，這里我們需要將木塊提升到高度h，所以W = G·h
滑輪組的額外功主要來自兩部分：克服動(dòng)滑輪G0自重、繩子重量所做的功和摩擦力所做的功（一般習(xí)題都會(huì)在括號(hào)中注明此項(xiàng)不會(huì)可以考慮，但如果沒有提到，則需要考慮，如例2-1）。 由于動(dòng)滑輪與滑塊一起運(yùn)動(dòng)，故W=G0·h。
總功包括有用功和額外功，來自于拉力F所做的功，所以W總=W有+W量（F·S=G·h+G0·h）。
綜上所述，機(jī)械效率η=Whas/=G·h/F·S=G·h/(G·h+G0·h)=(G/G+G0)=1/(1+G/G0) ）
（注：最后一個(gè)公式表明，無論繩股數(shù)如何，增加或減少 G 都可以改善滑輪組）
另外，在滑輪組模型中，有兩個(gè)重要的關(guān)系，F(xiàn)與（G+G0）、S與h的關(guān)系，如下圖：
圖2-2 力與距離關(guān)系圖
F=(G+G0)/n由力平衡相關(guān)知識(shí)證明，如圖2-3所示。
（圖2-3力平衡）
一般問題中，會(huì)說滑輪組勻速上升、勻速拉動(dòng)，或者模型處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明滑輪組始終處于平衡狀態(tài)。 動(dòng)滑輪和滑輪選為一個(gè)整體（圖中虛線框內(nèi)）初中物理總功有用功，因?yàn)橥粭l繩子所受的力的大小處處相等，則全身受到3個(gè)向上的力（數(shù)繩股數(shù)：3)，其大小等于拉力F、木塊重力G、動(dòng)滑輪重力G0。 根據(jù)力平衡(F+F+F)=(G+G0)，則F=(G+G0)/3。
實(shí)例講座
如圖所示，用滑輪組將重量為G的物體以勻速提升h。 每個(gè)動(dòng)滑輪的自重為G輪（不包括繩重和摩擦力）。 滑輪組的機(jī)械效率是多少？ 滑輪組自由端的張力F是多少？
解析答案：
傾斜機(jī)械效率 η
相關(guān)概念
如圖3-1所示，斜面利用拉力F將木塊G提升到高度h。同樣，這里我們需要將木塊提升到高度h，所以W=G·h。
斜面上的額外功主要來自于木塊與斜面之間的摩擦力f。 由于動(dòng)滑輪與滑塊一起運(yùn)動(dòng)，故G=f·S
總功包括有用功和額外功，來自于拉力F所做的功，所以W總計(jì)=F·S=W有+W量=G·h+f·S。
綜上所述，機(jī)械效率η=Whas/=G·h/F·S=G·h/(G·h+f·S)
實(shí)例講座
例3：如圖3-2所示，坡長4m，高2m。
質(zhì)量為50kg的小明站在斜坡頂部，用75N的平行于斜坡的拉力，將重100N的物體從斜坡底部勻速拉到斜坡頂部。 g=10N/kg，則 ( )
A、小明對(duì)該物體所做的總功是1300J
B、斜面機(jī)械效率75%
C、物體所受到的摩擦阻力為75N
D、物體所受到的摩擦阻力為25N
圖3-2 斜面
解析答案：
