滑轮组的机械效率是初中物理的重要内容,也是学生学习中的一个难点．在平时练习中,往往会碰到这样一道选择题：
下列说法正确的是：()
Ａ ．功率越大的机械,机械效率一定越高
Ｂ ．做有用功越多的机械,机械效率一定越高
Ｃ ．越省力的机械,机械效率一定越高
Ｄ ．有用功一定,额外功越小的机械,机械效率一定越高
要使学生理解“机械效率”的概念,在讲授“机械效率”的概念时,首先要讲清有用功、额外功、总功三个概念．
课本中是这样叙述的：人们在做功时,有利用价值的功,我们把它叫做有用功．
如何理解“机械效率”呢?我们不妨通过几个实例来研究有用功的含义．例如利用滑轮组在竖直方向吊高重物,利用滑轮组在水平方向匀速移动物体,或在斜面上用滑轮组移动重物．在这些事例中,我们把重物吊高到一定的高度,或在水平、斜面上使重物移动一定的距离．这就是我们使用这简单机械的目的,这个目的的实现,对我们使用这种机械是有利用价值的,因为要在实现目的过程中,克服重物的重力或克服物体所受阻力做的功,这才是对人们有用的,即做了有用功(W有＝G物h或W有＝f阻s）．
人们利用机械做功时,作用在机械上的动力对机械做的功就是总功,即W总＝F动s．总功包括有用功和额外功．总功中去了有用功部分,就是额外功,就是人们在做功过程中,为了要实现目的,必须做了不得不做的额外部分的功,叫做额外功．额外功具体指什么呢?就是机械运作过程中,克服自身的重力、摩擦力等所做的功．更加明确地指出,这里的额外功是指滑轮组克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功、提升重物过程中克服动滑轮及绳子的重力做功等部分．
三、对上述题目的讨论
1．机械效率和功率都是反映机械性能的物理量,但它们是完全不同的概念．功率反映的是做功的快慢,而机械效率反映的是有用功与总功的比值,因为它们之间没有必然的联系,所以选项A是错误的．
2．机械效率与机械是否省力不同,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,它与机械效率之间同样没有必然的联系,因而选项C也是错误的．3．根据机械效率η＝W有／W总可知,η是由W有和W总两个因素决定的．当总功一定时,有用功越大,有用功在总功中所占的比例越大,机械效率就越高；W有用一定,W总越小,机械效率也就越高．而选项B中仅叙述了一个因素变化,没有提到W有／W总比值的大小,故选项B也是错误的．4．因为W总＝W有＋W额,所以η＝W有／（W有＋W额）,有用功一定,额外功越小,机械效率越高,或者额外功一定,有用功越多,显然机械效率越高．因此,选项D是正确答案．
四、比较滑轮组在不同使用情况下的机械效率
1．对于同一个滑轮组,使用中提升不同的重物,其机械效率是不同的．提升重物多的机械效率就高,因为额外功基本一定,做的有用功越多,机械效率就越高．
2.不同结构的滑轮组,在提升相同的重物,机械效率一般也不同．结构复杂的滑轮组所做的额外功多,因此做同样的有用功,其机械效率也就低．
五、关于任何机械的机械效率总小于1
这里的总功、有用功、额外功中哪些功是一点都不能“省”的?哪些功是可以想办法“省”掉一些的?虽然有用功是不能省的,而总功、额外功是可以省掉一些的,这与前面讲的“使用任何机械都不能省功”是否矛盾?我们说不矛盾．因为W总＝W有＋W额始终是一个等式．即动力对机械做的功,等于机械克服所有阻力所做的功(功的原理)．那么“省”掉额外功从哪些方面着手呢?一是减轻机械自重；二是减小摩擦．总之,初学“机械效率”,往往对这些概念陌生难懂,思维不通、前后矛盾,甚至与学过的功率相混淆．通过以上分析阐述,能帮助学生理解机械效率的物理含义,认识机械效率的高低是反映机械性能优劣的重要指标之一．通过剖析额外功产生的原因,从而了解提高机械效率的办法,突破掌握这一概念的难点