中考物理中機械效率的定義

導語：中考物理中機械效率的定義一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:初中物理關于機械效率試題歷年來是教學重點內容之一，旨在培養中學生的推理與應用思維．為了更好地幫助學生掌握關于常見的機械效率相關考點，從其定義的理解及基礎的計算入手，通過典型例題地分析與求解，引導學生形成良好的做題思考邏輯，實現輕松應對機械效率題型多變性的教學目標．

關鍵詞:機械效率;初中物理;多變性

一、機械效率定義

隨著新課標的不斷推進，物理核心素養的不斷深入，中考物理中關于機械效率的問題成為考查選題的主要方向之一［1］．從理論教學方面來看，近年來對于機械效率知識點的掌握與考查側重于生產實踐類題目，涉及滑輪組的應用、斜面如何高效省力地實現物體的移動、杠桿原理的結合等;從日常實踐角度來看，機械效率問題在實際生活生產實踐中應用性廣，因此在課堂教學中真正讓學生理解其內涵是必要的．對于上述功與效率的定義，學生在平時學習與應用過程中易混淆，教學建議學生從本質定義角度出發，表1給出了關于物理機械效率定義理解的主要參數，可看出機械效率實質是一個總小于1的比值．學生在識記公式的基礎上須明白其中的物理意義，才能做到面對中考試題時利用定義靈活推導，形成獨特的思考過程，下面結合常見機械效率的相關計算題目展開分析．

二、例題計算

例1如圖1所示，設斜面底端靜置一個G=39．2N木塊，現用拉力F使其沿斜面向上做勻速運動至頂端，已知兩者之間的摩擦力Ff=9．8N，斜面高H=10m，長L=20m，求此過程中的機械效率為多少?分析:本題是考查學生對于有用功、額外功的區圖1分，以及如何準確地找出涉及機械效率求解的主要參數，斜面上的木塊向上運動需要克服摩擦力的作用，這一點學生需要引起重視［2］．同時，學生可歸納總結關于斜面物體做功、機械效率的規律，一般而言斜面的機械效率可記憶為:η=W有用W總=GHFL，有用功要結合題意準確分析，本題中的隱含條件—勻速狀態，說明摩擦力與拉力大小相等．分析:本題目與例1考查的條件與結果倒置，旨在掌握學生理解機械效率本質的情況，教學課堂建議從不同角度引導學生思考討論，一定程度上對于簡單規律的記憶可幫助學生迅速入手，常規思維解決比值問題可能需要先進行各自參數的具體數值求解，之后進行比較，繁瑣性會降低學生的答題速度，不利于整體應試效果的發揮;另一方面學生要真正理解機械效率的定義是機械運動中有用功比值的映射，它是從機械角度進行效能評價，故稱之為機械效率［3］．解:因為斜面的機械效率η=W有用W總=GHFL所以可得:η=0．6=W有用W總=400×H100×L，即HL=320正確選項為(D)．例3設現有一輛小汽車需要外力拖動，以滑輪組為設計方案，可承擔物重的繩子段數為2，其一側連接在固定樹樁上，另一側與汽車的端部相連接，已知汽車質量m=3．5×103kg，當滑輪組的拉力F=1．0×103N時，汽車向前運動的距離s=2m，此時該滑輪組的機械效率可發揮至90%，試求:(1)該滑輪組的拉力F所做的功是多少?(2)若汽車運動狀態為勻速，則汽車所受的阻力是多少?分析:本題目是將滑輪組實現的機械效率與日常生活應用的綜合考查，將平時學生做題訓練的垂直方向滑輪組的運動轉變為水平方向的滑輪組的運動，相對而言，求解的參數得到了簡化，但是需要須具備一定地舉一反三思維，抓住滑輪組機械效率定義中涉及的主要參數，逐一找出，其中承重繩子段數n影響滑輪組機械效率的發揮［4］．同時進一步將運動學規律巧妙融合，例如勻速狀態則表示拉力與阻力之間存在相等關系，從而在各基礎公式識記準確的前提下完成作答．解:(1)因為滑輪組的承重段數為2所以在拉力F作用下，產生的位移s1=n×s=2×2=4m又設該拉力F所做的功為W則W=F·s1=1．0×103×4=4×103J(2)因為滑輪組的機械效率為90%所以整個運動過程的有用功W有用=W×η=4×103×90%=3．6×103J所以該有用功下，汽車所受的拉力F1=W有用/s=1．8×103N又因為汽車做勻速運動，此時汽車所受阻力與拉力是存在平衡所以汽車所受的阻力Ff=1．8×103N總之，(1)關于中考物理中機械效率的計算相關題型，應當引導學生建立這樣的思維框架，即機械效率雖然表征的意義與做功多少有關，但是它與功率不同，功率是表征做功的快慢，而機械效率是一種做功有效性的體現．(2)在學生明確了機械效率定義與計算的前提下，要做到機械效率相關公式的熟練應用與理解，平時做題要注意區分“動滑輪”與“靜滑輪”、“有摩擦”與“無摩擦”等關鍵已知信息，以謹慎認真的學習態度，發揮出“能做－會做－不出錯”的題解能力．(3)通過引導學生對機械效率定義與計算的專題理解，逐步培養其利用物理知識進行推理思考的能力，幫助學生在應試中輕松完成求解，機械效率的提升因素學生也建議主動思考，活躍思維，為深入提高學生的綜合解題能力夯實概念基礎．

參考文獻:

［1］王鳳英．探析中考機械效率的計算命題特點及應試策略［J］．數理化學習:初中版，2020，(3):45－48．

［2］夏兆省，劉旭紅．簡單機械的機械效率推導題的賞析［J］．理科考試研究:初中版，2017，24(9):52－53．

［3］王建，鄭丹丹．促進初中物理"機械效率"概念理解的實踐探索［J］．物理教學探討，2020，38(11):69－71．

［4］張燕蓉．初中科學功、功率與機械效率題型求解［J］．數理化解題研究，2019(8):59－60．

作者：張春艷