人們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂煤?jiǎn)單機(jī)械的目的無(wú)非是從省力，省距離，或者是為了改變力的方向。但使用機(jī)械總是面臨著機(jī)械效率低下的尷尬。如何確實(shí)提高機(jī)械效率，筆者就教學(xué)中常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械與2009年中考題入手，供同學(xué)參考。

一、杠桿的機(jī)械效率

例1(2009·江蘇)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長(zhǎng)杠桿下面的鉤碼緩緩上升。

(1)實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為_(kāi)_______N，鉤碼總重C為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為％。請(qǐng)寫(xiě)出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因：___________。

(2)為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論?答：___________；請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明兩條理由：①___________；②___________。

解析(1)要細(xì)心看清測(cè)力計(jì)的最小分度值，就可讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為0.5N；根據(jù)η=w有用／W總×100％=Gh/Fs×100％，代人數(shù)據(jù)算出機(jī)械效率為66.7％；由于使用杠桿時(shí)需要克服杠桿自重或克服摩擦等而做額外功；(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)不能得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論，這是因?yàn)閮纱螌?shí)驗(yàn)時(shí)鉤碼沒(méi)有掛在同一位置，而僅根據(jù)一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的。

二、滑輪組的機(jī)械效率

例2(2009·河北)小明做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用圖18中所示的滑輪，組裝成滑輪組，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出使用該滑輪組時(shí)最省力的繞法。用此滑輪組將重為3.6N的物體勻速提起時(shí)，拉力的功率為0.36W，滑輪組的機(jī)械效率為75％。(忽略摩擦及繩重)

求：(1)繩子自由端移動(dòng)的速度和動(dòng)滑輪的總重。

(2)若用此滑輪組提起小于3.6N的重物時(shí)，其機(jī)械效率將如何改變?說(shuō)明理由。

解析使用該滑輪組時(shí)最省力，繩子最后要從動(dòng)滑輪繞出，繞法如圖2，繩子段數(shù)n=4。

(1)分析上表中的數(shù)據(jù)得出：當(dāng)斜面時(shí)，越省力。

(2)分析表中的數(shù)據(jù)還可得出：當(dāng)斜面___________時(shí)，斜面的機(jī)械效率最大。

(3)該小組又做了第4次實(shí)驗(yàn)：他們?cè)谛泵嫔箱伾厦薏?，使斜而變粗糙，保持斜面高和長(zhǎng)分別為0.5m和1m，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著這個(gè)小車沿斜而向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.5N，則他們測(cè)出斜面的機(jī)械效率為把第4次與第___________次的測(cè)量結(jié)果相比較，才能得出：當(dāng)斜面越粗糙時(shí)斜面的機(jī)械效率越小。

解析(1)三次試驗(yàn)中沿斜面拉力最小的是2.2N，故當(dāng)斜面較緩時(shí)，越省力；(2)看表中機(jī)械效率一欄，可得出當(dāng)斜面最陡時(shí)，斜面的機(jī)械效率最大；(3)要比較斜面的粗糙程度影響其機(jī)械效率，必須保持斜面高和長(zhǎng)度不變。從表中可看出：把第4次與第2次的測(cè)量結(jié)果相比較，才能得出：當(dāng)斜面越粗糙時(shí)斜面的機(jī)械效率越小。

綜上所述：減小所使用機(jī)械的自身重力和摩擦，提高所提拉物體的重力是提高機(jī)械效率的可行方法。