解读斜面的机械效率

解读斜面的机械效率
玉田县郭家桥乡中学 李志杰
近几年中考一直把机械效率问题作为考点之一，分析理由：1、课程标准要求高，课标定位于“理解机械效率”；2、知识辐射面广；3、题型灵活。

随着教材的改革，斜面的机械效率问题成为中考追逐的热点。

要解决斜面的机械效率问题，应理清以下三个问题：
1、三个概念——有用功、额外功、总功
有用功可理解为“目的”功。

当你使用斜面提升物体时，目的是使重物升高，所以对重物作功（克服物体重力所作功）即为有用功，即h G W ⋅=物有用。

额外功指无用但又不得不做的
功。

使用斜面时，物体与斜面之间必然存在摩擦力，这部分功为额外功，即l f W ⋅=额外。

如果考虑牵引绳重，对绳子作功
也为额外功，即h G W ⋅=绳额外。

总功是人使用机械时做的功。

人
们使用斜面提升物体时，要提供拉（推）力使物体沿斜面上升一定距离，因此总功为l F W ⋅=拉总。

2、理清影响斜面效率的因素
影响斜面效率的因素包括：接触面的光滑程度和斜面的倾角。

接触面越粗糙，摩擦力越大，额外功越多，有用功所占比例越小，斜面的效率越小。

如果斜面为理想（光滑）的斜面，由于没有摩擦力，额外功为零，所以斜面的机械效率为100%。

斜面的倾角越大（斜面越陡），斜面的机械效率越
大；反之，斜面的机械效率越小。

斜面效率与下列因素无关：①物体移动的速度（必须匀速）；②物体移动的距离（斜面长度）；③物体的重。

前两种情况，有用功在总功中的比值不变，第三种情况，解释其原因涉及高中物理知识，但要注意与滑轮组的效率和物重的关系不同。

3、理清斜面的效率与拉（推）力的关系
斜面作为一种简单机械，多以省力工具出现，如向高处搬运物体。

在接触面粗糙程度、物重不变时，拉（推）力大小与斜面的倾角有关，斜面倾角越大，越费力，斜面效率越高；反之，倾角越小越省力，斜面效率越低。

在倾角和物重不变时，拉（推）力大小与斜面的粗糙程度有关，斜面越粗糙越费力，斜面效率越小；反之，斜面越光滑越省力，斜面效率越高。

总之，斜面的省力、费力与斜面效率的高低是两个概念范畴，没有因果关系。