【摘要】机械效率是构建在有用功和总功的基础上的。有用功是我们须要的，有价值的功，通常情况下，估算公式为W有用=G・h；若在水平方向联通物体时，则估算公式为W有用=f・S（即克服被联通物体遭到的磨擦力所做的功）。为增强机械效率，我们在使用机械时，总希望有用功在总功中所占比列越大越好，或则说额外功在总功中所占的比列越小越好。本文就增强机械效率的常用技巧作了论述。
【关键词】初中数学；机械效率；常用技巧；影响诱因
课标中要求：理解机械效率，了解增强机械效率的途径和意义。中学阶段我们主要学习有关滑车架的机械效率，初学时，常常对其概念陌生难懂，思维不通、前后矛盾，还常与功率相混淆。
一、基本概念和估算公式
1.机械效率的基本概念
机械效率（）是反映机械性能好坏的重要标志之一。数学学中，有用功跟总功的比值叫机械效率，用机械效率来表示机械对总功的借助率，有用功占总功的比值越大（或则说所做的有用功与总功越接近），机械对总功的借助率就越高，机械的性能就越好。因为任何机械本身都遭到重力的作用，相对运动的零部件间又存在磨擦，所以使用任何机械不仅做有用功外，都不可防止地要做额外功（即W额外>0），致使总功总小于有用功（W总>W有用），机械的效率总大于1。机械效率是一个比值，一般用百分率表示，且它没有单位。
机械效率是构建在有用功和总功的基础上的。有用功是我们须要的，有价值的功，通常情况下，估算公式为W有用=G・h；若在水平方向联通物体时，则估算公式为W有用=f・S（即克服被联通物体遭到的磨擦力所做的功）。额外功是并非我们须要的，但又不得不做的功，额外功具体就是指机械运作过程中，克服机械自身的重力、摩擦力等所做的功，对滑车架来说，额外功是指滑车架克服滑轮与其转轴之间的磨擦力做功、提升重物过程中克服动滑轮以及其它辅助用具（如绳子、装物品的容器等）的重力做功等。总功是有用功和额外功的总和，人们借助机械做功时，作用在机械上的动力对机械做的功就是总功，即W总=Fs。在解决实际的问题中，怎样判定有用功、额外功和总功是关键，从而解决有死机械效率的问题。
2.使用滑车架提高重物时，估算机械效率的公式一般有三种
第一种：在理想化的情况下，即不计绳子的重力、动滑轮的重力和滑轮与其转轴之间的磨擦力，机械效率为100%，即η=1；
第二种：在较理想情况下，即不计绳子的重力和滑轮与其转轴之间的磨擦力，但考虑动滑轮的重力物理机械效率，此时，机械效率大于100%，估算公式为：
第三种：在实际真实情况下，既考虑绳子的重力和滑轮与其转轴之间的磨擦力，又考虑动滑轮的重力，此时，机械效率也大于100%，估算公式为：
二、影响诱因和增强方式
由机械效率的概念和估算公式可知，机械效率由有用功和总功两个诱因共同决定，比较机械效率高低时不能只考虑其中一个诱因，不能理解成“有用功多，机械效率就高”；或“总功多，机械效率就高（或低）”。应理解为：当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高；当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高；当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比列就越大，机械效率就越高。据悉，还值得我们注意的是：一、机械效率与功率无关。其实它们都是反映机械性能的数学量，但二者是完全不同的概念。功率是表示物体做功快慢的数学量，它是由做功的多少和所需时间的长短两个诱因决定的。它们分别表示机械的不同性能，没有必然的联系；二、机械效率与机械是否省力无关。机械是否省力，是指动力和阻力相比较而言，当动力比阻力小就省力，它与机械效率之间也没有必然的联系。
对滑车架来说，影响诱因主要有四个：物体的重力（G物）、动滑轮的重力（G动，包括动滑轮的个数）、绳重和磨擦，其中物体的重力直接影响有用功，其余的直接影响额外功。若不计绳重和磨擦，则滑车架机械效率的主要影响诱因是物体的重力（G物）和动滑轮的重力（G动，包括动滑轮的个数），当动滑轮重一定时，被拉物体越重物理机械效率，机械效率越大；当被拉物重一定时，所用动滑轮越重（或动滑轮的个数越多），机械效率越小。所以，在剖析机械效率的高低时，不能只看一个诱因。
据悉，滑车架的机械效率与物体上升高度（h）和拉力联通的距离（s）无关（由于s=nh，最终s和h会被削掉）、与重物提高的速率和拉力联通的速率无关、与细绳的绕线方式无关。
由此可见，增强机械效率的常用技巧是：减小有用功或降低额外功。对滑车架来说，增强机械效率的方式有：降低物重、减少动滑轮的重力（如使用轻质滑轮、减少动滑轮的个数等）、减小机械自身零部件的磨擦（如给滑轮添加油等）、以及减少其它辅助用具的重力（如用质量小的绳子、容器等），在不计绳重和磨擦时，可降低物重、减少动滑轮的重力。
其实，为提升机械效率，我们在使用机械时，总希望有用功在总功中所占比列越大越好，或则说额外功在总功中所占的比列越小越好。因而还要注意在实际应用时选择好适宜的机械，千万不要出现“用直升机吊木料到二楼屋内”的现象。
三、典例剖析和链接高考
例：用一个滑车架提高重物，下述举措中能增强机械效率的是（）
A.改变绕线方式B.降低提高的物重
C.减小重物的提高高度D.降低重物的提高速率
剖析：对滑车架来说，若要提升机械效率，就要降低有用功，也就是要降低提高的物重，或降低额外功，也就是降低绳重、机械自重等额外的功。而与绕线方式、提升重物的高度和速率都无关，故选B。
链接高考：比如把重170N的石子运到顶楼，图中给出了三种。方式①：用桶由体重为400N的人沿走道提起来；方式②：用瓶装石子由动滑轮吊起来；方式③：用盒子装石子由动滑轮吊起来。这三种方式中，做的有用功（选填“相等”或“不相等”），其中机械效率最高的是方式____（选填序号）。
（作者单位：山东省济南市江北区第一中学）