談?wù)劇皺C(jī)械效率”的歸類復(fù)習(xí)一、 簡單機(jī)械的種類、定義及性質(zhì) 
簡單機(jī)械在我們已學(xué)過的中學(xué)內(nèi)容里歸納起來有以下四種形式： 
1、杠桿 
定義：一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫做杠桿。 
實際生活中的杠桿有省力的，也有費力的，還有既不省力、也不費力的，例如獨輪車、鉗子、起子、剪刀、天平等。 
2、滑輪 
滑輪可分為定滑輪、動滑輪、滑輪組三種。 
（1） 定滑輪 
定義：軸固定不動的滑輪叫做定滑輪。 
定滑輪實質(zhì)是一個等臂杠桿使用它不省力，但可改變力的方向， 
例如在旗桿上裝一個定滑輪，人站在地上就能把旗子升到高處。 
（2） 動滑輪 
定義：滑輪和重物一志移動，這樣的滑輪叫動滑輪，動滑輪的實 
質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿，使用動滑輪能省一半力，但是不能改變力的方向，在很多情況下使用不方便，因此動滑動很少單獨使用。 
（3） 滑輪組 
定義：動滑輪和定滑輪組合在一起叫滑輪組。 
這種機(jī)械使用起來既方便，又省力，例如汽車起重機(jī)、塔式起重 
機(jī)等。 
3、輪軸 
定義：由輪和軸組成，能繞共同軸線旋轉(zhuǎn)的簡單機(jī)械，叫做輪軸。 
輪軸的實持是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)杠桿，例如汽車駕駛盤、手搖卷揚機(jī)、轆轤等。 
4、斜面 
定義：與水平方向有一個傾角的面叫斜面。 
使用斜面可以省力，但不能省功。例如，為了省力，人們在把重的物體搬到車上時，常常搭上一塊木板。 
二、 簡單機(jī)械的有用功、總功及效率。 
為了清楚有效地搞好機(jī)械效率復(fù)習(xí)，我把簡單機(jī)械的有用功、 
總功及效率總結(jié)列表如下（表中“L1”表示動力臂，“L2”表示阻力臂，“L”表示斜面長“R”表示輪關(guān)徑，“r”表示軸關(guān)徑，“h”表示重物所升高度或斜面高，“s”表示繩子自由端的伸長量，“F1”表示動力，“F2”表示阻力，“G”表示物生，“n”表示輪軸轉(zhuǎn)的周數(shù)或表示承擔(dān)動滑輪的繩子段數(shù)）。 
項目名稱 
有用功 
W有用 總功W總 機(jī)械效率η 
杠桿 F2*L2 F1*L1 F2*L2/F1*L1*100% 
輪軸 n·2πr*G 
或G*h n·2πrR*F1或: 
h/2πr·2πr*F1 n·2πrG/n·2πrRF1 
*100%或G*h/(h/2πr*2πR F1)*100% 
滑輪 豎直 
狀態(tài) G*h(G也可含滑輪重) F1*nh G*n/F1*nn′*100% 
水平狀態(tài) F2*3/n F1*3 F2*(3/n)/F1*3*100% 
斜面 G*h F*L G*h/ F*L*100% 

說明,表中有些欄目的公式?jīng)]有化成最簡式,目的在于讓公式仍能繼續(xù)充分反映各機(jī)械的本質(zhì)特征,便于學(xué)生準(zhǔn)確選擇公式解答題目. 
三、 習(xí)題示范 
使用上表公式，求解有用功、總功時要根據(jù)題目的要求正確選擇 
力和力臂或距離的單位，避免因單位混亂而出錯；求解機(jī)械效率時，公式上下相同物理量單位統(tǒng)一就可以了，不必再轉(zhuǎn)換成國際單位，以節(jié)約時間，提高解題速度。 
例1：沿著長5米、高1米的斜面，把重104牛頓的物體用2500牛頓的力沿斜面拉到車上去，這個斜面的機(jī)械效率是多少？額外功是多少？ 
解：本題屬于求斜面機(jī)械效率問題，參照上表所列可知： 
W有用 =G*h，W總=F*L 
根據(jù)η=，得 
η=G*h/F*L=104*1/2500*5*100%=80% 
又根據(jù)W總= W有用+ W額外得： 
W額外=W總- W有用 
=F*L+G*h 
=2555*5-104*1 
=2500（焦） 
例2：如圖所示的滑輪組提重2000牛頓的貨物，這個滑輪組的機(jī)械效率為62.5%，求拉力的大小。 
解：本題與滑輪的機(jī)械效率有關(guān)，而且屬于豎直狀態(tài)的問題，根據(jù)上表所列，設(shè)繩子自由端伸長s米，則：W有用=G*s/n，W總=F*s 
而η= W有用/ W總= G*s/n/ F*s*100%，n=4， 
故F=G/nη=2000/4*62.5%=800（牛）。 
必須指出表中滑輪的效率公式不但適用于滑輪組，也同樣可適用于定滑輪、動滑輪，切莫縮小應(yīng)用范圍。 

例3：用道釘撬來撬鐵路枕上的道釘（如圖2），加在道釘撬撬上的力是200牛頓它的動力臂是1.2米，阻力臂是6厘米，求道釘對道釘撬的阻力，若機(jī)械效率為40%,道釘對撬撬的阻力又是多少? 
解:求第一問時的機(jī)械效率為10%,根據(jù)上表查杠桿的有關(guān)公式得: F2*L2=F1*L1 
F2=F1*L1/L2=200*1.2/0.06=4000（牛） 
第二問的機(jī)械效率為40%，得： 
η= F,2*L1/ F1*L1*100%，得 
F, 2= F1*L1*η/ L2=200*1.2*40%/0.06=1600（牛） 
例4：人們用轆轤從井中提起一桶300牛事出有因重的水，輪半徑是軸半徑的3倍，在輪上加200牛頓的力才能把這桶水勻速提起（如圖3），該轆轤的效率是多少？ 

解：題目雖然沒有把已知R和r的具體數(shù)值，但已經(jīng)告訴R=3r，在只求效率的情況下，不需要求出W有用/ W總，只要能求得比值就行了，假設(shè)轆轤轉(zhuǎn)了n周，則 
η=（n·2πr*F2）/ （n·2πR*F1）*100% 
η= r*300/3r*200*100% 
=50%