在日常生活中，人們常常為了省力或省距離而使用滑輪架。 為了充分發(fā)揮小車架的作用，需要考慮效率問題。 高效的臺車架將使工作更加方便。 很多中學(xué)生在學(xué)習(xí)了滑輪架的機(jī)械效率后，在解題時經(jīng)常會出錯。 本文通過實例分析中學(xué)生容易出錯的問題，與大家一起闡述。
問題一：無法正確理解有用功和額外功。
例：如圖1所示，重200N的物體由滑輪架以恒定速度水平驅(qū)動，物體與地面的摩擦力為40N。 如果滑輪架的機(jī)械效率為80%，物體將以勻速向前移動2m。 找出拉力的大小。
分析：根據(jù)W=FS可知拉力大小滑輪組機(jī)械效率解題技巧，必須求出W與拉力連接距離S之和。 找到 W 的總基？ 濁度=×100%滑輪組機(jī)械效率解題技巧，則要求求得W。根據(jù)有用功的概念，可知克服物體與地面摩擦力所做的功為有用功，即W有= fSA; 拉力連接距離S=nSA。
解：由于W有=fSA=40N×2m=80J那么
W總計=■=■=100J
又因為S=nSA=2×2m=4m（從圖中可以看出n=2）
所以 F=■=■=25N
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圖1
注釋：用滑輪架水平拉動物體時，克服物體與地面摩擦力所做的功為有用功，克服動滑輪自重、繩索自重所做的功為有用功, 輪子與繩索之間的摩擦稱為額外功。
問題二：同一個滑輪架的機(jī)械效率不一定恒定。
例：現(xiàn)用圖2所示的滑輪架吊起一個重物（忽略摩擦力和繩索重量）
(1)當(dāng)一個重500N的物體以200N的拉力勻速上升時，滑輪架的機(jī)械效率是多少？
(2) 如果用這個木塊將一個重900N的物體勻速上升2m，此時木塊的機(jī)械效率是多少？
解析：（1）根據(jù)題意：W有=G物h，W總=FS=Fnh，再根據(jù)機(jī)械效率定義公式？ 濁度=■×100%=■×100%=■×100% 找出來？ 濁度。
(2) 當(dāng) G 質(zhì)量減小到 900N 時，G 運動保持不變。 根據(jù)式（1）中F、G物體、G運動和n的關(guān)系式F=■（G物體+G運動），可以計算出G運動，再根據(jù)公式η=■×100%，得到機(jī)器此時可以計算出效率。
解決方案：（1）？ 濁度=■×100%=■×100%=■×100%=■≈83.3%
(2)動滑輪重力G=nF-G物=3×200-500=100N
η1=×100%=×100%=90%
譯注：這道題，中學(xué)生容易犯固定思維的錯誤。 他們大多認(rèn)為不同滑輪架的機(jī)械效率不同，同一個滑輪架的機(jī)械效率一定是一樣的。 根據(jù)公式η=×100%可知，對于同一滑輪架，η隨著G對象的變化而變化。
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問題三：使用滑輪架不一定省力
例：如圖3所示，滑輪架用于提升200N的物體時，機(jī)械效率為50%。 如果滑輪架是為了省力，那么重物應(yīng)該吊多少呢？ （不包括摩擦力和繩索重量）
分析：使用滑輪架吊重物時，要使滑輪架省力，必須滿足F
解：由η=■×100%，G =■=■=200N。
忽略摩擦力和繩索重量時，F(xiàn)=■（G物體+G運動）=■（G物體+200N）
和女
因此，只有當(dāng)被吊物的重力超過66.7N時，滑輪架才能省力，否則不省力。
譯注：當(dāng)拉力小于或等于物體重量時，使用滑輪架已經(jīng)不省力了。 因此，使用滑車架不一定省力。
問題四：滑輪架越省力，其機(jī)械效率不一定越高
例：如圖4所示，兩個滑輪架中物體的重量為120N，每個動滑輪的重量為20N。 當(dāng)用力 F 舉起重物時，哪一個的機(jī)械效率最高？
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分析：當(dāng)使用不同的block時（即G 不相等的時候）提升一樣
當(dāng)物體很重時，繩股數(shù)越多，G的運動量越大，由于G的物體不變，
從公式η=■×100%可以看出，滑輪架的機(jī)械效率會下降。
解：根據(jù)公式η=×100%，有
ηA=■×100%=■×100%=■×100%=85.7%
ηB=■×100%=■×100%=■×100%=75%
注解：在圖4中，A、B兩個滑輪架中的動滑輪數(shù)量不同，因此提升相同物體重量時，即使有用功相同，由于W的大小不同，機(jī)械效率也不同. 因此，要根據(jù)實際需要選擇合適的滑車架，而不是一味追求省力。