探究机械效率及其影响

探究机械效率及其影响

韩来红

杭州市实验外国语学校310018

摘要：在机械系统中，输出和输入功的百分比就叫机械效率，机械效率也是有用功和总功的比。对于机械效率的学习从初中就开始了，在初中物理课程中，就有了关于机械效率的讨论。现在随着社会经济的发展，工业化水平逐渐加快，甚至已经成为当前社会的常态，机器机械总是充斥在我们日常生活的各个环节，与人们的生活密切相关。影响着人们的生活学习。虽然现在机械效率带来了很多益处但在一定程度上也影响资源，环境的开发，提升机械效率就可以完美解决这一点，本文就围绕机械效率展开分析，详细介绍机械效率的相关知识点以及机械效率对人们日常生活都有那些影响。

关键词：机械效率；滑轮组；斜面效率；影响

引言：机械效率是力学学习的重点也是难点部分，也是很多考试的主要考察内容。它总是在不知不觉中影响着人们的生活，对人们的生活产生了潜移默化的作用，人们要想了解它对我们的影响，掌握机械效率的相关知识是非常有必要的，正确掌握机械效率知识，可以科学的运用到生活中，解决身边的各项难题。同时还要了解机械效率对人们生活有哪些影响，对这些影响要有更加深刻地的认识和理解。以下是对机械效率总结的相关知识分析。

一、机械效率

机械效率作为初中物理必修课程，是要求每位学生必须掌握的，也是每年考试的主要考察内容。机械效率的知识点是非常有实用性的，在人们的日常生活学习中运用非常广泛。也可以说是与我们生活密切相关，机械运动产生很早，从人类开始出现之时，机械运动就伴随产生，并且一直对人们的影响息息相关，直到进入近现代社会，随着工业革命运动的开展，动力产生了新的变化，正是在这种变革下，人们对于机械能不断应用推广，机械效率才有了爆发性的增长。对当时的影响是推动了社会的发展，也使现代人们文明程度有了很大的提升。但是机械效率给人们带来积极影响的同时，也产生了一系列不好的影响，其动力——化石燃料的消耗成了当时环境污染的最主要原因。其实现在的很多复杂机械都是由简单的机械结构组合在一起的，通过更合理的利用物理知识，提高机械效率，在很大程度上节约了能源，减少环境污染情况的发生。举一个例子，汽车发动机，它是我们日常生活中经常接触到的关于机械效率的一个体现。它实际的机械效率一般都是维持在百分之二十二到二十七之间，实际的机械效率相对比较小，如果能够将汽油发动机的效率在提升一点，那么汽车尾气造成环境污染这一现象就可以控制了，但是现在还是受技术限制，不能实现。从这一案例中就可以看出，机械效率还有很大的提升空间，我们日常生活中很多情况都一样，所以，就这一目标，还是很有意义的，值得人们去为之研究，努力完善。

二、机械效率的表达公式

总功（W总）、有用功（W有）和额外功（W额）是机械使用过程中最常见的三个概念。而机械效率中最常用的公式则是，W额=W总-W有，用η表示机械效率，那么：η=%×100%，在我们日常生活中，很多的机械都是输入功和机械设定的任务（即输出功）同时完成的，而且输入与输出的快慢也是互相适用的。所以在平时的日常状态下，机械效率可以延伸成输出功率和输入功率的比值，也就是，η=×100%。

三、几种常见的简单简单机械讨论

（一）滑轮组

滑轮组是我们在中学物理中接触非常多的一种机械组合，也是人们使用非常早的一类机械结构，滑轮组的使用很大程度上影响了人们的技术发展，推动了技术的发展，在现在这个科技大环境下，滑轮依旧是机械设计中最基础的设计之一，滑轮是由绕中心轴转动并且有沟槽圆盘和柔索组成的绕中心转动的一个简单机械，在这里柔索一般常用的都是绳子，钢索和链条等等。而滑轮组简单的来说就是多个动滑轮和定滑轮相互组合的一种简单机械，通过这种组合不仅可以改变力的方向又能实现省力这一目标。所以对于滑轮组来说，滑轮组的有用功W有=Gh，W额=W总-W有是额外功也就是客服滑轮自重，绳重和摩擦力所做的功。在不计绳重、摩擦力的情况下，W额=G动h是动滑轮重力。此时总功W总=Fs。那么滑轮组的机械效率就是η====，其中，G是物体所受的重力，h是物体被拉升的高度，F则为拉力的大小，s就是绳子上升的高度。

所以，通过以上就可以看出影响滑轮组的机械效率主要是物重、滑轮重、绳重和摩擦导致的。在这其间最主要的就是物重，当额外条件不变的情况下物重越大，机械效率就越高。其次，额外功的产生与动滑轮自重及绳重和摩擦也有一定的关系，当物体的重力一定时，动滑轮越重，那么机械效率就会越低，在我们的实际生活中提高效率就要适当的减小动滑轮的重量并减小摩擦。

（二）斜面效率

机械效率是反映机械性能好坏的重要标准之一，通过以上分析可以看出W总=W额+W有，对于一个机械来说，有用功只是占总功的一部分。由此可以推断，总功的利用率越高，机械的性能也就越好。斜面作为最简单的一种机械，可以更加轻松将一个重物升高，对于斜面的机械效率的计算，也有它独特的机械效率公式，在这当中，G是物体的重量，斜面竖直方向距地面的高度是h，F是拉力，斜面的长度为s。即：η=×100%=。

四、机械效率的提升运用

当我们在日常对机械实际运用中，总会产生一系列问题，例如一些比较复杂的限制条件等，其实很多的机械结构的效率在运行中都是相对比较低的。这就表示机械效率还是有一定提高的可能，况且机械效能提高，益处也是非常多的，所以在一定程度上对某一机械结构效率进行提升，豆浆产生很有意义的影响。不管是经济效益上还是污染环保问题的控制上，提高机械效率，都会有更加直接利处，也是当今社会发展的一种迫切的需求。提高机械效率就成了当今力学工作的首要任务。其实从本质上来说提升机械效率可以最大程度的降低额外功的使用，并且还能提高有用功与总功的比例。怎样提高机械效率，其实就是对各组成部分的机械效率进行优化。下面还以滑轮组为例进行讲述，假设在滑轮组以匀速竖直方向提升重物做功时，我们同时减小滑轮和绳子的重力，并且摩擦力也逐渐减小，就可以显著的提高滑轮组的机械效率。所以，总的来说机械效率的提升，就是各个环节的额外功消耗，既节省了做功效益，又节约了资源。

结语：综上所述，机械效率对我们日常的生活学习都有着其独特的作用，它总是在不知不觉中影响着人们的生活，对人们的生活产生了潜移默化的作用，因此掌握机械效率的相关知识是非常有必要的，正确掌握机械效率知识，可以科学的运用到生活中，解决身边的一些问题。并且提高机械效率，可以一定程度的增加经济效率，起到节约资源，保护环境的作用，对物理学习的开展和未来的生活学习都有很大的意义，值得我们每一个人学习和了解，也值得大家继续探索应用。

参考文献：

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