初中物理简单机械的机械效率探究题赏析

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初中物理简单机械的机械效率探究题赏析

作者：叶建新

来源：《考试周刊》2013年第68期

摘 要： 探究简单机械的机械效率是各地中考的热点，掌握斜面、滑轮组、杠杆的机械效率和什么因素有关和什么因素无关，是做对此类题目的关键。此文就三道典型的中考题的赏析，以期对同学们解决此类问题有所帮助。

关键词： 初中物理教学 中考探究题 简单机械 机械效率

在初中物理教学中，简单机械是力学的一个重点知识，除了研究它是否省力以外，还可研究不同的力所做的功，即简单机械的机械效率。无论什么版本的物理教材都把测简单机械的机械效率作为学生必做的实验，有关简单机械机械效率的探究题也经常出现在各地中考的物理试卷中，由于此类题目综合性较强，学生如果知识掌握不清，往往易造成丢分，现选精彩的三道题目，供大家欣赏评价，希望对同学们解决此类问题有所帮助。 1.探究斜面的机械效率

例1：下图是某小组同学测量斜面机械效率的实验装置。实验时，用木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面。

（1）用弹簧测力计拉着小车从底端位置A沿斜面匀速运动到位置B。弹簧测力计的示数为1.1N，此时斜面的机械效率为？摇 ？摇。

（2）若将木块向右移，使木块左端与长木板90cm处对齐，重复（1）中的实验，弹簧测力计的示数为0.8N，此时斜面的机械效率为？摇 ？摇。比较（1）、（2）可知，斜面的机械效率与斜面的？摇 ？摇有关。

（3）若将小车四轮朝上倒置，重复（2）中的实验，则弹簧测力计示数变？摇 ？摇，机械效率变？摇 ？摇。比较（2）、（3）可知，斜面的机械效率与接触面的？摇 ？摇有关。 分析：考查知识：物体在斜面上匀速运动时受4个力，如下图，期中克服重力做的功是有用功W■=Gh；拉力做的功是总功W■=FS；克服摩擦力做的功是额外功W■=fs；支持力N不做功。由W■=W■+W■有FS=Gh+fs；把重力分解，再利用数学公式，可推导出斜面效率： η=■=■=■=■

可见：斜面的机械效率只和斜面的粗糙程度μ、倾斜程度α有关；斜面越粗糙，需克服摩擦力做的额外功越多，机械效率越小；斜面越陡峭，ctanα越小，机械效率越大。和物重G、物体在斜面上运动的距离s无关。