包雪峰
1、垂直方向匀速提升物体
例1 江南科技馆里有一个神奇的装置，如图1所示。借助这个装置，小明仅用150N的拉力就举起了一辆重600N的摩托车。 问：该过程中装置的机械效率是多少？
分析该装置可以看作是滑轮组。 从图中可以看出斜面机械效率与什么无关，承受物体重量的绳股数为n=5，则s=5h；
摩托车的重量和拉力已知，根据公式W有用
=Gh 可用于求出已完成的有用功，并可使用 =Fs 来求出总功。 有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率。
解 从图中可以看出，承载物体重量的绳股数为n=5，则s=5h。 装置的机械效率：
η=■=■=80%。
点评：本题考察变形滑轮组机械效率的计算。 它以图形为基础的动态思维，清晰地分析出承受物体重量的绳股数（从从动滑轮直接拉出的绳股数）。 这个问题就很容易解决了。
2、匀速水平拉动物体
实施例2 重量为500N的物体受到如图2所示的机械拉力，并在水平地面上以2m的匀速运动。 物体上的摩擦力为120N，绳索的水平拉力为50N。 寻找：
(1) 对物体所做的有用功；
(2) 拉力所做的总功；
(3)滑轮组的机械效率。
分析 (1) 当物体沿水平方向运动时，克服物体与地面之间的摩擦力是有用功。 知道摩擦力和物体移动的距离，使用 W 很有用
=fl计算有用功。
(2)知道物体移动的距离和作用在动滑轮上的绳股数，即可求出被拉绳的长度；
给定绳索的长度和张力，使用总 W
=Fs 得到总功。
(3) 有用功和总功已知，两者之比即为机械效率。
答案 (1) 对物体所做的有用功：
W有用=fl=120N×2m=240J。
(2)拉动绳索的长度：
s=3l=3×2m=6m，
拉力所做的总功：
W总计=Fs=50N×6m=300J。
(3)滑轮组机械效率：
η=■=■=80%。
答案 (1) 物体所做的有用功是 240J。 (2)拉力所做的总功为300J。 (3)滑轮组机械效率为80%。
点评：物体做水平方向运动时，功率克服了摩擦力，因此摩擦力是有用功，机械效率与物体的重量无关。
2、斜面机械效率
实施例3 如图3所示，有一个倾斜角度为30°的固定斜面。 方明利用平行于斜面的500N的推力，在5秒内将重力700N的物体匀速向上推1m。 （G取10N/kg） 求：斜面机械效率？
分析：本题是一道斜面问题。 从图中可以看出，当物体被向上推1m时，物体在斜面上移动的距离为s=2h=2m。
物体的重力和拉力的大小是已知的，所做的有用功可以根据公式 W 有用=Gh 计算，使用 W 的总量
=Fs 求总功。 有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率。
解法从图中可以看出，物体被顶起的高度为h=1m，则s=2h=2m，
装置机械效率：η=■=■
=■=■=70%。
斜面的机械效率为70%。
注释 本题考察斜面机械效率的计算。 关键是要明确物理量G、h、F、s并正确运用斜面机械效率公式。
【延伸】倾斜对物体的摩擦力有多大？
分析附加功W=fs，总功W=Fs，
如果f=F，那么就意味着W数量=W总计，W是有用的
=0。 机械效率η=0，故f≠F。
那么如何找到f呢？
我们知道W =fs，则f=W /s，
使用W量=W总量-W有用，
你可以找到f。
解W有用=Gh=700N×1m=700J，
s=2h=2×1m=2m，
W总计=Fs=500N×2m=1000J斜面机械效率与什么无关，
W量=W总量-W有用=1000J-700J=300J，
f=■=■=150N。
答：斜面对物体施加的摩擦力为150N。
点评：在斜面上匀速运动的物体所受的摩擦力不等于牵引力。 相反，摩擦力是通过首先计算附加功来求解的。
3、杠杆机械效率
实施例4 如图4所示，在杠杆的中点悬挂一个质量为20kg的物体。 有人在端点处用125N的向上力，使物体匀速上升0.5m。 这个人对物体做功的机械效率是多少？ ？
分析举起物体的重力：
G=毫克=200N。
物体上升距离h1=0.5m，功率F
=125N，但力作用点上升距离h2未知。
从图中可以看出物体上升的距离h1=AB，
还有△AOB∽△A′OB′，
因此，AB∶A′B′=AO∶A′O=1：2，
A′B′=2AB=2×0.5m=1m，
则η=■=■=■=80%。
回答 人对物体做功的机械效率是80%。
点评：本题考察杠杆机械效率的计算。 关键是功率作用点上升距离h2的确定。