【知識復習】
人們使用機器進行工作的目的是完成人們需要做的工作。 這部分工作在數學上稱為有用工作。
然而在現實中，人們為了達到工作的目的，往往不得不做一些人們不需要的工作，這部分工作被稱為額外工作。
如：用滑輪架改進鉤碼或建材，拉力對鉤碼或建材做有用功，對動滑輪做額外功。
實驗滑輪架塔吊滑車架
有用功和額外功都是有動力去完成的滑輪組機械效率和什么有關，所以有用功和額外功之和稱為總功。
在數學中，有用功與總功之比稱為機械效率，因為有用功總是小于總功，所以機械效率大于1。
[舉手提問]
1、如何檢測小車架的機械效率？
2、影響小車架機械效率的誘因有哪些？
3、提高機械效率的方法有哪些？
4、小車架的用途是什么？
【新課學習】
1、測量小車架的機械效率
衡量滑輪架的機械效率，需要知道有效功和總功。
根據做功的概念，有有用功W，需要測量電阻G和電阻方向連接的距離h，用W=Gh來計算。
總功W total 需要測量拉力F 和拉力方向連接的距離s，用W total = Fs 來計算。
實驗裝置安裝示意圖
根據機械效率公式：
可以計算滑輪架的機械效率。
【觀察與實驗】
視頻：檢查車架的機械效率
（選擇要水平查看的音量）
【實驗反映】
1、實驗時，以緩慢均勻的速度驅動彈簧測力計讀取拉力，用刻度尺測量鉤碼的高度和彈簧測力計與連接處的距離。
2、小車架機械效率實驗表達式為：
3、分析實驗數據，我們會發現：
當使用的滑輪架一定時，起吊物體越重，機械效率越高。
2、影響小車架機械效率的誘因
①主要誘因是克服動滑輪，重做多余的功。
②其他原因是滑輪與繩索、輪子與軸的摩擦，以及繩索所做的額外功。
3、滑輪架在水平方向使用時，由于動滑輪因重力方向垂直向上，在重力方向上沒有做功，所以影響滑輪架機械效率的主要因素是摩擦力.
3、提高機械效率的途徑
現代社會是一個講究效率的社會，人們總是希望以盡可能少的消費獲得盡可能多的利益。 在日常生活和工農業生產中，提高機械效率，充分發揮機械設備的作用，具有重要的經濟意義。
提高機械效率的主要途徑是根據影響機械效率的因素，改進機械的結構，使其更加合理和輕量化。 定期維護和定期潤滑使機器處于良好的運行狀態。
例如：
提高小車架機械效率的途徑：
①增加物體的重力。
②降低動滑輪本身的重力。
③保持轉軸潤滑良好。
4、小車架用途廣泛
在生產中，小型機械設備，如：大型叉車、塔吊、龍門吊、高鐵電網補償器等都必須使用滑輪架。
大型叉車塔吊
門式起重機鐵路電網補償器
生活中，如自動扶梯、手搖衣架等也使用滑輪架。
自動扶梯和小車架
干手架和滑輪架
【中考真題】
1.（2019長沙）（8分）
一個化學興趣小組正在測試電車架的機械效率。 實驗過程如下：
①用彈簧測力計測出沙袋的總重力G，填表。
②按圖片安裝滑輪架，分別記錄沙袋和繩頭的位置。
③勻速驅動彈簧測力計使沙袋下降，讀取拉力F值，用刻度尺測量沙袋上升高度h和繩索兩端距離s，將三個量填入表格。
④計算有用功W、總功W、機械效率η。
⑤改變沙袋中小石子的重量，重復前面的實驗。
請根據實驗過程和實驗記錄思考并回答：
(1)第一個實驗，馬大哈的小伙伴忘記在表格里填上繩子兩端的距離s，你覺得s應該是m。
(2) 根據表中數據，可估算第二個實驗的機械效率為 。
(3) 根據表中數據，分析得出所用動滑輪重量為N。（繩重和摩擦力均忽略不計）。
(4) 分析三個實驗中的數據可以發現，使用同一個滑輪架吊起重物，物體的重量越大，滑輪架的機械效率（選擇“大”、“小” ”或“不變”）。
2.（2018泰安）
檢查小車架的機械效率：
步：
圖為用于測試滑輪架機械效率的實驗裝置。
①實驗過程中，彈簧測力計在垂直方向上以恒速驅動。
②分析表中數據可知，實驗2是用圖表做的實驗。
③機械效率η=。
安裝示意圖：
床單：
推理：
通過對比（填寫實驗序號）兩個實驗數據，推斷出同一個滑輪架在提升重物時，物體的重量越大，滑輪架的機械效率越高。
通過對比2和3的兩個實驗數據可以推斷，當不同的滑輪架提升相同的重量時，動滑輪越重，滑輪架的機械效率越高。
討論的問題：
實驗過程中，邊開車邊讀，彈簧測功機讀數不穩定，有同事認為讀數應該是靜止的。 你怎么看他（選“正確”或“不正確”），因為他沒有考慮滑輪對機架機械效率的影響。
3.（2019尚志）（5分）
圖為智慧集團“測量滑輪架機械效率”的實驗裝置。 測得的實驗數據如下表所示。
(1) 實驗時應垂直向下驅動彈簧測力計。
(2)實驗三小車架的機械效率為。
(3) 從表中實驗數據分析可以看出，相同的滑輪架，物體的重量滑輪組機械效率和什么有關，滑輪架的力學作用
率越高。
(4) 若在第三個實驗中，物體上升速度為0.1m/s，則拉力F的功率為W。
(5) 創新組還對重量為1N、2N、4N的物體進行了3次實驗，每次測得的機械效率均低于智慧組的檢測值，所以檢測值大的原因創新組可能是（填信）
A、測拉力時，彈簧測力計未歸零，指針在零刻度線以下
B、彈簧測力計每帶動一個物體就加速
C、所用動滑輪重力大于智組
參
測試
回答
案件
存在
向下
邊
嘗試去找
哦
！
參考答案：
1. (1) 0.6 (2) 75%
(3) 0.3 (4) 更大
2. (1) B 80% (2) 1和2較低
(3)摩擦力不正確
3.（1）均勻溫和（2）74.1%
(3) 更大（更重） (4) 0.54 (5) C
【所有課程鏈接】
（那里沒有意義）
第 6 章：力和運動
第 7 章：浮力
第 8 章：壓力
第9章：簡單機械
功、功率、機械效率
第10章：機械能及其轉化
【寫在上面】
作者系浙江省杭州市承德區中級化學班教師。 他在一線期末班任教42年。 旨在研究小學數學教材和高考試卷的教學方法，創建“初中數學同步”微信公眾號，幫助中學生學習中學數學知識，引導化學學習之路，培養學習興趣和思維習慣。
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