韩雪飞
机械效率涉及有用功、额外功、总功、功率等概念,容易出现混淆。下面以斜面提升物体、滑轮组拉动物体做水平匀速移动、滑轮组提升物体这三个机械做功的情境作典例解析,帮助同学们加深对机械效率的理解。
一、斜面提升物体
斜面是重要的简单机械,其目的是提升物体,故克服物体重力做功为有用功;由于斜面存在摩擦力,在拉力或推力作用于斜面上的物体时,需克服摩擦力做功,克服摩擦力做功不是目的,但又不得不做,为额外功;拉力或推力做的功为总功。
二、滑轮组拉动物体做水平匀速直线运动
当滑轮组拉动物体在水平方向运动时,有用功等于绳对物体的拉力所做的功,由于物体在水平方向受力平衡,绳对物体的拉力与物体受到的摩擦力大小相等,故克服物体受到的摩擦力做功为有用功;克服动滑轮重、绳重、绳与轮摩擦、轮与轴摩擦做功为额外功;绳端拉力做的功为总功。
三、滑轮组提升物体
当滑轮组提升物体时,克服物体重力做功为有用功;克服動滑轮重、绳重、绳与轮摩擦、轮与轴摩擦做功为额外功;绳端拉力做功为总功。有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高。
(作者单位:辽宁省大连市第26中学)