滑轮组的机械效率 小明学习了机械效率的知识后，可以根据机械效率η=?×100%的定义来计算和测量一些机器的机械效率。 在探究滑轮组的机械效率时，小明认为只要能求出有用功和总功，就可以求出滑轮组的机械效率（例如例1）。 例1 如图1所示，拉力F=80N滑轮组机械效率，物体重量G=120N滑轮组机械效率，若以匀速拉动绳子自由端s=4m，物体被提升距离h= 2m，求： (1) 拉力所做的功为W； (2)拉力W所做的总功； (3)带轮组的机械效率η。 分析（1）W有=Gh=120N×2m=240J； (2)W总计=Fs=80N×4m=320J； (3) η = ? × 100% = ? × 100% = 75%。 在回答上述例子的基础上，小明认为：有用功是克服物体重力所做的功，它与物体的重力和物体上升的高度有关； 总功是绳索末端拉力所做的功，与拉力有关。 其大小与绳端沿拉力方向移动的距离有关； 这样，同一个滑轮组的机械效率可能与这些因素有关，也就是说，同一个滑轮组的机械效率可能会发生变化。 为了弄清楚这些问题，小明利用实例2进行了相关研究： 实例2 小明实验团队在“探索滑轮组的机械效率”实验中获得的数据如下表所示。 第1、2、3次实验装置如下：如图2中A、B、C所示。
(1) 对比实验一和实验二可以看出，使用相同的滑轮组，吊钩码越重，滑轮组的机械效率就会降低。 (2) 填写实验3中的机械效率，并比较实验2和实验3。 由此可见，采用不同滑轮组提升相同重量时，动滑轮数量越多，滑轮组的机械效率越好。 (3) 如果不计绳重和摩擦力，则图C中，当吊钩重量为4N时，测功机的拉力为1N，则当吊钩重量为9N时，滑轮组的机械效率为。 答案 (1) 较高 (2) 72. 7% 较低 (3) 90% 小明在实验通过后还反映：滑轮组的机械效率 η =？ × 100% =? s=nh，则 η=?=?。 说明1、在对滑轮组进行计算和实验时，如果题目中必须考虑“绳重和摩擦力”或者题目中没有提及“不考虑绳重和摩擦力”，则上式只能为紧随其后； 如上面问题（2），当被提升物体的重量相同时，由于图C中定滑轮和动滑轮数量的增加，F会增加，n也会增加，所以此时的eta减少。 在上面的示例问题（1）中，使用相同的滑轮组来提升不同的物体。 如果对象G增加，n不变，F也会增加。 实验结果是eta增大； 而在上面的例子问题(3)中，仅从公式η=?考虑，当分子和分母同时增加时，η的变化很难确定。 2、滑轮组相关的计算和实验中，标题往往会提前注明“不考虑绳索的重量和摩擦力”； 这就决定了使用该滑轮组时，克服动滑轮重力所做的功是附加功，则 η=?=?=? =？=？。
或者 η=?=?=? =？=？。 利用上面的公式，例2中的问题就不难理解了。 因此，在上述例题（3）中，在计算吊钩码重力增加后滑轮组的机械效率时，由于没有考虑绳重和摩擦力，因此可以直接应用该公式。 首先，在改变钩码重量之前英语作文，需要根据钩码重量与拉力的关系进行计算。 计算从动带轮的重量，然后求出后续的机械效率。 F1=?, G 动作=nF1-G 物体 1=5×1N-4N=1N, 则 η′=? =?=90%。 小明明白了上述原理后，通过例3和例4的练习巩固了这些知识。 例3 图3所示为测量滑轮组机械效率的实验装置。 钩码总重量为6N。 (1)实验时应将弹簧测力计垂直向上拉动； (2)拉力由图可知为N； (3)若钩码上升高度为0.1m，则所做的有用功为J； (4) )滑轮组的机械效率为。 （以百分比表示，保留一位小数）答案（1）匀速； （2）2.4； (3)0.6； （4）83.3%。 实施例4 如图4所示，剔除绳索重量和摩擦力，滑轮组提升200N重量的物体时，机械效率为50%。 问：（1）用这个滑轮组省力可以举起多少重量？ （2）当物体重量为400N时，需要多大的拉力才能使物体匀速上升？ 如果物体上升速度为0.5m/s，那么拉力的功率是多少？ （3）如果绳索的最大拉力为800N，那么此时滑轮组的机械效率是多少？ 答案（1）66.7N； (2)150N、300W； (3)93.75%。