滑輪架機械效率分析
滑輪架機械效率的教學大綱要求是：
1.了解定滑輪、動滑輪、滑輪架的特點和作用。
2、了解滑輪架在生活和生產中的應用。
3.了解有用功、額外功和總功的含義及它們之間的關系。
4. 理解機械效率的概念，能夠估算簡單機械的效率。
一、抓住三大主線
1、每段繩索張力相同；
2、以動滑輪為研究對象，進行受力分析；
3、利用機械效率公式構建能量轉換；
二、了解四種方式
1、機械省力：成本距離、成本速度；
2、做有用的工作和總的工作具有同時性；
3、根據工作原理，有用功大于總功；
4、有用功是力F拉動物體對物體所做的功，即W有用=F拉動S物體；
垂直放置滑車：物體在空中：F拉= G物體，
物體浸入水底：F拉=G物體-F浮
將滑輪水平放置：F pull = Ff（物體勻速直線運動）
三。 牢記近年來常用但容易忘記的相關公式：
機械效率η
四。 試題解析：
1、如圖所示，用滑輪架帶動重70N的物體A，使物體A在水平方向連接5m。 所用拉力F為20N，地面對物體A的摩擦力為30N。 則拉力F所做的功為J，滑輪架的機械效率為。
【答案】20075%
2、在“測量滑輪架機械效率”的實驗中，用同一個滑輪架（如圖所示）進行了三個實驗，實驗數據記錄在下表中。
頻率
吊鉤重量/N
鉤子大小
距離/厘米
彈力
計數/N
彈簧測力計
提升距離/cm
機械效率
1個
2個
10
0.8
30
83.3%
2個
4個
10
1.5
30
3個
6個
10
30
90.9%
(1) 實驗二中小車架的機械效率為（結果保留一位小數）
(2)第三個實驗中沒有填寫彈簧測力計的讀數，從圖中可以看出彈簧測力計的讀數為N。
(3) 分析數據，可以推斷同一滑輪架舉起的物體越重，滑輪架的機械效率（選擇“高”或“低”）。
(4)根據實驗推論，用滑輪架將重8N的物體勻速提升10cm。 此時滑輪架的機械效率可能為（只填序號）
A.71.6% B.82.6% C.92.4%
【答案】（1）88.9%
(2) 2.4牛頓
(3) 高
(4)C
3、我國明代遠洋工貿船“南海一號”于2007年打撈成功，為恢復我國海上絲綢之路歷史提供了極為難得的物質資料。 考古學也是一大創新。 為了體驗“南海一號”的打撈過程，同事借助滑輪架從水下打撈出一個重物。
如圖所示，“南海一號”是用底面積S=0.05m2、高h=0.2m的長方體重物模擬的。 向下運動，假設重物仍在以勻速直線垂直向下運動，經歷三個運動階段： 第一階段，從重物開始在底部運動的那一刻水到重物上表面剛剛漏出海面時，繩索對重物的重量 拉力F1=140N，用時t1=40s。 第二階段，從重物上表面剛好漏出海面到下表面剛好出海需要t2=4s。 第三階段，從重物下表面離開海面后升空。 動滑輪上的重力為G0=60N，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/g滑輪組機械效率和什么有關，忽略繩索重量、輪子與軸的摩擦力、水的阻力，不計考慮重物出水前后質量的變化。 求：
①在運動的第一階段，水對重物的壓強F是多少？
②在運動的第一階段，繩索對重物所做的功W1是多少？
③小車架第一段運動的機械效率η1和第三段運動的機械效率η3分別是多少？
解： (1) 金屬塊排出的沸水體積等于金屬塊的體積滑輪組機械效率和什么有關，
即V排=V金=Sh=0.05m2×0.2m=0.01m3，
則F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3
=100N;
(2) 因為是第二階段，從重物上表面剛漏出海面到下表面剛離開海面，
時間t2=4s； 上升高度為物體的高度h，
則上升速度v=h/t2=0.2m/4s=0.05m/s；
v=st 的結果是：
第一級上升高度s=vt1=0.05m/s×40s=2m，
繩索對重物所做的功W=F1s=140N×2m=280J。
(3) 由于沒有考慮繩索的重量、輪子與軸的摩擦力和水的阻力，
即，只考慮動滑輪的重力。
那么繩子的拉力就是F=1/n（G+G運動），
s=nh
則η=W有用/W總=Gh/Fs
=Gh/Gh+G 移動 h=G/G+G 移動,
因此，運動第一階段的機械效率
η1=F1/(F1+G運動)×100%=140N/(140N+60N)×100%≈70%；
因為第一階段滑車架上的重量拉力
F1=GF浮動，則G=F1+F浮動=140N+100N=240N，
所以第三階段運動的機械效率
η2=G/(G+G運動)×100%
=240N/(240N+60N)×100%≈80%。
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