山東冠縣廣宇中英文中學(xué)劉慶祝一、探究杠桿的機械效率例1（2011廣東）某實驗小組借助圖示裝置研究杠桿的機械效率物理機械效率η怎么讀，實驗的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；②豎直向下帶動彈簧測力計平緩勻速上升（保持0點位置不變），在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F，借助刻度尺分別測出A．B兩點上升的高度為hh1．2回答下述問題：（1）杠桿機械效率的表達式為η=。（用已知或檢測的化學(xué)量符號表示）（2）本次實驗中，若提高的鉤碼重一定，則影響杠桿機械效率的主要誘因是：（3）若只將鉤碼的懸掛點由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提高相同的高度，則杠桿的機械效率將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。解析：（1）杠桿的機械效率：。（2）假如沒有額外功，則機械的效率為100%。所以在有用功一定時，額外功的大小決定了機械效率大小。本題中，提高的鉤碼的同時，我們不得不提高杠桿，提高杠桿做的功就是額外功，因而杠桿自身的重力是影響杠桿機械效率的主要誘因。
，，，法判定杠桿機械效率的變化。我們換一種思路：總功等于有用功與額外功之和，有用功不變，只要判定額外功的變化即可。題目中告訴我們，O、B位置不變，因為C比A離支點O遠，所以將鉤碼提高相同的高度，杠桿重心下降的高度將變小，即額外功變小，由公式可知，在一定時，Ｗ額外越小，機械效率越大。答案：（1）（2）杠桿自身的重力（3）變大反省：機械效率具“可變性”。由可知，假如該機械的額外功（Ｗ額外）一定，有用功（）越大，機械效率越大。為此，降低物重能減小機械效率。由前面的公式還可以曉得：當有用功一定時，額外功越小，則機械功率越大。因而設(shè)法減少額外功可以增強機械功率。如減少機械本身的重量，加潤滑油以降低磨擦，都可以不同程度地降低額外功，增強機械效率。二、探究滑車架的機械效率例2（2011安徽）在“探究有什么誘因影響滑車架的機械效率”的實驗中，某小組借助圖2所示裝置測得了四組數(shù)據(jù)，如下表所示。實驗鉤碼重鉤碼上升的高彈簧測力計彈簧測力計聯(lián)通次數(shù)G/N度h/cm示數(shù)F/N的距離s/．．．．230（1）前三次實驗中，第次實驗數(shù)據(jù)顯著出現(xiàn)錯誤，應(yīng)該剔除。
3效率與是否有關(guān)。解析：（1）要發(fā)覺實驗數(shù)據(jù)中的錯誤，首先要觀察數(shù)據(jù)中的相同和不同，找出數(shù)據(jù)變化的規(guī)律。可以看出，彈簧測力計聯(lián)通的距離隨鉤碼上升的高度而變化，并且彈簧測力計移動的距離是鉤碼上升高度的三倍，只有第三次數(shù)據(jù)例外。觀察圖2，吊起動滑輪繩子的股數(shù)是3，故彈簧測力計聯(lián)通的距離應(yīng)當是鉤碼上升高度的3倍，這也能說明第三次實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤。（2）第四次實驗中，滑車架的機械效率（3）觀察四次實驗的數(shù)據(jù)可以看出，實驗保持鉤碼重不變，而改變了鉤碼上升的高度，所以實驗的目的是為了探究滑車架的機械效率與鉤碼上升的高度是否有關(guān)。反省：滑車架中，吊起動滑輪繩子的股數(shù)n是一個十分重要的數(shù)據(jù)。這兒有三個常用關(guān)系式：（s是彈簧測力計聯(lián)通的距離，h是鉤碼上升高度）（不用刻度尺測距離也能估算機械效率）三、探究斜面的機械效率例3（2011廣州）在廣州港碼頭，小華見到工人借助斜面把貨物推到車上，聯(lián)想到上物理課時老師講過的知識，小華想探究斜面的機械效率可能與什么誘因有關(guān)？小華提出了以下的推測：A．斜面的機械效率可能與物體的重力有關(guān)。
B．斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)。小華朋友為了否認自己的推測是否正確，于是他用同一塊木板組成如圖3所示的裝置進行了實驗探究，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗斜面傾物塊重量斜面高度沿斜面拉斜面長有用功總功斜面的機次數(shù)角θG/Nh/m力F/NS/mW/JW/J械效率總3005．00．64．21．23．05．03003．00．62．51．21．860%4503．00．82．81．22．43．471%（1）在實驗操作過程中，應(yīng)沿斜面向下帶動鐵塊；實驗時要使木板的傾斜角變大，應(yīng)當把木板下邊的鐵塊向聯(lián)通（填“左”或“右”）。、。（4）不僅小華的推測以外，請你推測斜面的機械效率還可能與（寫出一個）關(guān)。解析：（1）必須使物體做勻速直線運動，物體受力才是平衡力，拉力才是一個確定的數(shù)值。實驗時要使木板的傾斜角變大，應(yīng)當把木板下邊的鐵塊向左聯(lián)通。（2）依據(jù)機械效率的公式，容易估算第①次實驗斜面的機械效率為60%。
（3）對比實驗①、②，可以看出其它條件相同，只改變了物體的重力；再看數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)斜面的機械效率相同。條件變了，而結(jié)果不變，說明結(jié)果與改變的條件無關(guān)，即斜面的機械效率與物體的重力無關(guān)．對比實驗②、③，看出其它條件相同，只改變了斜面夾角；再看數(shù)據(jù)，發(fā)覺斜面的機械效率不同，這說明結(jié)果與改變的條件有關(guān)，即斜面的機械效率與斜面夾角有關(guān)，但是斜面夾角越大，效率越高．（4）導(dǎo)致使用斜面存在額外功的緣由是物體與斜面間有磨擦力，接觸面的粗糙程度影響磨擦力．答案：（1）勻速左（2）603．0（3）A在其它條件相同時，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高（或大）；或在其它條件相同時，斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)．（4）物體或斜面的粗糙程度反省：與斜面效率有關(guān)的公式：；；；依據(jù)，可知物理機械效率η怎么讀，借助這個多項式可求物體與斜面間的摩擦力。