【知识复习】
人使用机器的目的，就是为了做人需要做的功，这部分功在物理学上叫做有用功。
然而在现实中，人们为了达到工作目标，常常需要做一些不必要的工作，这种工作被称为额外工作。
例如：当使用滑轮组来提升吊钩或建筑材料时，拉力对吊钩或建筑材料做有用功，对动滑轮做附加功。
实验滑轮组 塔吊滑轮组
有用功和额外功都是有动机而做的，所以有用功与额外功之和称为总功。
在物理学中，有用功与总功之比称为机械效率。由于有用功总是小于总功，因此机械效率小于 1。
【举手提问】
1. 如何测量滑轮系统的机械效率？
2、影响滑轮组机械效率的因素有哪些？
3、提高机械效率的方法有哪些？
4.滑轮组的用途有哪些？
【新课学习】
1. 测量滑轮的机械效率
要测量滑轮组的机械效率，需要知道有用功和总功。
根据功的概念，需要做有用功W，需要测量阻力G和阻力方向上移动的距离h，利用W=Gh计算。
总功需要通过拉力F和拉动方向上移动的距离s来衡量，可以用=Fs来计算。
实验装置安装图
根据机械效率公式：
可以计算出滑轮系统的机械效率。
【观察与实验】
视频：测量滑轮组的机械效率
（选择卷以水平查看）
【实验反思】
1、实验时，缓慢均匀地拉动弹簧测力计，读取拉力，并用尺子测量钩重上升的高度和弹簧测力计移动的距离。
2、滑轮组机械效率的实验表达式为：
3.分析实验数据，我们会发现：
当所用滑轮系统一定时，所起的物体越重，机械效率越高。
2、影响滑轮组机械效率的因素
①主要作用是克服动滑轮所作的额外功。
②其他因素还有滑轮与绳索、轮与轴之间的摩擦力以及绳索所作的额外功。
3、滑轮组在水平方向使用时，动滑轮受重力作用垂直向下，在重力方向不做功。因此滑轮组机械效率，影响滑轮组机械效率的主要因素是摩擦力。
3. 提高机械效率的方法
现代社会是效率导向的社会，人们总是希望用尽可能少的消耗获取尽可能多的效益。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从影响机械效率的因素入手，改进机械的结构，使其更加合理、轻量化，并进行定期的保养，定期进行润滑，使机械保持良好的运转状态。
例如：
提高滑轮组机械效率的方法：
①增加被举物体的重力。
②减轻动滑轮本身的重力。
③保持旋转轴良好的润滑。
4.滑轮组应用广泛
在生产中，大型机械设备，例如大型起重机、塔吊、龙门起重机、高铁电网补偿器等，都需要使用滑轮组。
大型起重机塔吊
龙门起重机高铁电网补偿器
日常生活中，电梯、手摇晾衣架等也用到滑轮。
电梯和滑轮组
手摇晾衣架及滑轮
【中考真题训练】
1.(2019邵阳)(8分)
某物理兴趣小组正在测量滑轮系统的机械效率，实验过程如下：
①用弹簧测力计测量施加在沙子和袋子上的总重力G并填入表格。
②按图安装滑轮组，并注意沙袋和绳头的位置。
③用匀速拉动弹簧测力计，将沙袋提起，读取拉力F的数值，用尺子测量沙袋的高度h与绳端移动的距离s，并将此三个量填入表格中。
④计算有用功W、总功W、机械效率η。
⑤改变沙袋中沙子的重量，重复以上实验。
请根据实验过程和实验记录思考回答：
（1）第一次实验中，粗心大意的小东同学忘记在表格中填写绳子末端移动的距离s，你认为s应该是m。
（2）根据表中数据，可以计算出第二次试验的机械效率为。
（3）根据表中数据，求出所用动滑轮的重量为N。（绳索重量及摩擦力可忽略不计）。
（4）分析三次实验的数据可发现，使用同一个滑轮组提升同一个重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高（可选“变大”、“变小”或“不变”）。
2. （2018 年德克萨斯州）
测量滑轮组的机械效率：
步：
该图为测量滑轮组机械效率的实验装置。
①实验时，将弹簧测力计沿垂直方向缓慢均匀地拉动。
②分析表中数据可知，实验二是一个采用图表的实验。
③试验3的机械效率η为。
安装示意图：
床单：
综上所述：
通过两次实验的数据对比（填写实验序列号）得出：同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
通过对比2、3实验数据可知，不同的滑轮组提升同样的重量时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越高。
讨论问题：
实验过程中，读数是在拉动状态下进行的，弹簧测力计的读数不稳定。有同学认为应该在滑轮静止时读数。你认为他的想法如何（选择“正确”或“不正确”），因为他没有考虑滑轮组机械效率的影响。
3.(2019绥化)(5分)
图中为智慧集团“滑轮组机械效率测定”实验装置，所测得的实验数据如下表所示。
（1）实验时，应将弹簧测力计垂直向上拉。
（2）第三次试验中滑轮系统的机械效率为。
（3）由表中实验数据可知，对于同一个滑轮组，物体的重量，滑轮组的机械效率
利率越高。
（4）设第三个实验中，物体以0.1米/秒的速度上升贝语网校，则拉力F的功率为W。
（5）创新团队还分别用重量为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧团队测得的数值，创新团队测得数值偏大的原因可能是（填写字母）
A.测拉力时，弹簧测力计未调零滑轮组机械效率，指针指向零刻度线以下
B. 弹簧测力计每次拉动一个物体时都会加速向上
C.所用动滑轮的重力小于智能组
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） 较大者
2. （1）B 80% （2）1 或 2 中较低者
（3）摩擦力不正确
3. （1）慢速匀速 （2） 74.1%
（3）更大（更重） （4）0.54 （5）C
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（不懂的地方请点击）
第六章：力与运动
第 7 章：压力
第 8 章：浮力
第 9 章：简单机械
功、功率、机械效率
第10章 机械能及其转换
【写在最后】
作者是山东省济南市莱芜区中学高级物理教师，从教42年，毕业班教学经验丰富，致力于初中物理教材教法和中考试题的研究，创建“初中物理同步”微信公众号，帮助学生学习初中物理知识，指导物理学习方法，培养学习兴趣和思维习惯。
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