【知识复习】
人们使用机器进行工作的目的是完成人们需要做的工作。 这部分工作在数学上称为有用工作。
然而在现实中，人们为了达到工作的目的，往往不得不做一些人们不需要的工作，这部分工作被称为额外工作。
如：用滑轮架改进钩码或建材，拉力对钩码或建材做有用功，对动滑轮做额外功。
实验滑轮架塔吊滑车架
有用功和额外功都是有动力去完成的滑轮组机械效率和什么有关，所以有用功和额外功之和称为总功。
在数学中，有用功与总功之比称为机械效率，因为有用功总是小于总功，所以机械效率大于1。
[举手提问]
1、如何检测小车架的机械效率？
2、影响小车架机械效率的诱因有哪些？
3、提高机械效率的方法有哪些？
4、小车架的用途是什么？
【新课学习】
1、测量小车架的机械效率
衡量滑轮架的机械效率，需要知道有效功和总功。
根据做功的概念，有有用功W，需要测量电阻G和电阻方向连接的距离h，用W=Gh来计算。
总功W total 需要测量拉力F 和拉力方向连接的距离s，用W total = Fs 来计算。
实验装置安装示意图
根据机械效率公式：
可以计算滑轮架的机械效率。
【观察与实验】
视频：检查车架的机械效率
（选择要水平查看的音量）
【实验反映】
1、实验时，以缓慢均匀的速度驱动弹簧测力计读取拉力，用刻度尺测量钩码的高度和弹簧测力计与连接处的距离。
2、小车架机械效率实验表达式为：
3、分析实验数据，我们会发现：
当使用的滑轮架一定时，起吊物体越重，机械效率越高。
2、影响小车架机械效率的诱因
①主要诱因是克服动滑轮，重做多余的功。
②其他原因是滑轮与绳索、轮子与轴的摩擦，以及绳索所做的额外功。
3、滑轮架在水平方向使用时，由于动滑轮因重力方向垂直向上，在重力方向上没有做功，所以影响滑轮架机械效率的主要因素是摩擦力.
3、提高机械效率的途径
现代社会是一个讲究效率的社会，人们总是希望以尽可能少的消费获得尽可能多的利益。 在日常生活和工农业生产中，提高机械效率，充分发挥机械设备的作用，具有重要的经济意义。
提高机械效率的主要途径是根据影响机械效率的因素，改进机械的结构，使其更加合理和轻量化。 定期维护和定期润滑使机器处于良好的运行状态。
例如：
提高小车架机械效率的途径：
①增加物体的重力。
②降低动滑轮本身的重力。
③保持转轴润滑良好。
4、小车架用途广泛
在生产中，小型机械设备，如：大型叉车、塔吊、龙门吊、高铁电网补偿器等都必须使用滑轮架。
大型叉车塔吊
门式起重机铁路电网补偿器
生活中，如自动扶梯、手摇衣架等也使用滑轮架。
自动扶梯和小车架
干手架和滑轮架
【中考真题】
1.（2019长沙）（8分）
一个化学兴趣小组正在测试电车架的机械效率。 实验过程如下：
①用弹簧测力计测出沙袋的总重力G，填表。
②按图片安装滑轮架，分别记录沙袋和绳头的位置。
③匀速驱动弹簧测力计使沙袋下降，读取拉力F值，用刻度尺测量沙袋上升高度h和绳索两端距离s，将三个量填入表格。
④计算有用功W、总功W、机械效率η。
⑤改变沙袋中小石子的重量，重复前面的实验。
请根据实验过程和实验记录思考并回答：
(1)第一个实验，马大哈的小伙伴忘记在表格里填上绳子两端的距离s，你觉得s应该是m。
(2) 根据表中数据，可估算第二个实验的机械效率为 。
(3) 根据表中数据，分析得出所用动滑轮重量为N。（绳重和摩擦力均忽略不计）。
(4) 分析三个实验中的数据可以发现，使用同一个滑轮架吊起重物，物体的重量越大，滑轮架的机械效率（选择“大”、“小” ”或“不变”）。
2.（2018泰安）
检查小车架的机械效率：
步：
图为用于测试滑轮架机械效率的实验装置。
①实验过程中，弹簧测力计在垂直方向上以恒速驱动。
②分析表中数据可知，实验2是用图表做的实验。
③机械效率η=。
安装示意图：
床单：
推理：
通过对比（填写实验序号）两个实验数据，推断出同一个滑轮架在提升重物时，物体的重量越大，滑轮架的机械效率越高。
通过对比2和3的两个实验数据可以推断，当不同的滑轮架提升相同的重量时，动滑轮越重，滑轮架的机械效率越高。
讨论的问题：
实验过程中，边开车边读，弹簧测功机读数不稳定，有同事认为读数应该是静止的。 你怎么看他（选“正确”或“不正确”），因为他没有考虑滑轮对机架机械效率的影响。
3.（2019尚志）（5分）
图为智慧集团“测量滑轮架机械效率”的实验装置。 测得的实验数据如下表所示。
(1) 实验时应垂直向下驱动弹簧测力计。
(2)实验三小车架的机械效率为。
(3) 从表中实验数据分析可以看出，相同的滑轮架，物体的重量滑轮组机械效率和什么有关，滑轮架的力学作用
率越高。
(4) 若在第三个实验中，物体上升速度为0.1m/s，则拉力F的功率为W。
(5) 创新组还对重量为1N、2N、4N的物体进行了3次实验，每次测得的机械效率均低于智慧组的检测值，所以检测值大的原因创新组可能是（填信）
A、测拉力时，弹簧测力计未归零，指针在零刻度线以下
B、弹簧测力计每带动一个物体就加速
C、所用动滑轮重力大于智组
参
测试
回答
案件
存在
向下
边
尝试去找
哦
！
参考答案：
1. (1) 0.6 (2) 75%
(3) 0.3 (4) 更大
2. (1) B 80% (2) 1和2较低
(3)摩擦力不正确
3.（1）均匀温和（2）74.1%
(3) 更大（更重） (4) 0.54 (5) C
【所有课程链接】
（那里没有意义）
第 6 章：力和运动
第 7 章：浮力
第 8 章：压力
第9章：简单机械
功、功率、机械效率
第10章：机械能及其转化
【写在上面】
作者系浙江省杭州市承德区中级化学班教师。 他在一线期末班任教42年。 旨在研究小学数学教材和高考试卷的教学方法，创建“初中数学同步”微信公众号，帮助中学生学习中学数学知识，引导化学学习之路，培养学习兴趣和思维习惯。
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