【知識(shí)復(fù)習(xí)】
人們使用機(jī)器進(jìn)行工作的目的是完成人們需要做的工作。 這部分工作在數(shù)學(xué)上稱為有用工作。
然而在現(xiàn)實(shí)中，人們?yōu)榱诉_(dá)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(jìn)鉤碼或建材，拉力對(duì)鉤碼或建材做有用功，對(duì)動(dòng)滑輪做額外功。
實(shí)驗(yàn)滑輪架塔吊滑車架
有用功和額外功都是有動(dòng)力去完成的滑輪組機(jī)械效率和什么有關(guān)，所以有用功和額外功之和稱為總功。
在數(shù)學(xué)中，有用功與總功之比稱為機(jī)械效率，因?yàn)橛杏霉偸切∮诳偣Γ詸C(jī)械效率大于1。
[舉手提問]
1、如何檢測(cè)小車架的機(jī)械效率？
2、影響小車架機(jī)械效率的誘因有哪些？
3、提高機(jī)械效率的方法有哪些？
4、小車架的用途是什么？
【新課學(xué)習(xí)】
1、測(cè)量小車架的機(jī)械效率
衡量滑輪架的機(jī)械效率，需要知道有效功和總功。
根據(jù)做功的概念，有有用功W，需要測(cè)量電阻G和電阻方向連接的距離h，用W=Gh來計(jì)算。
總功W total 需要測(cè)量拉力F 和拉力方向連接的距離s，用W total = Fs 來計(jì)算。
實(shí)驗(yàn)裝置安裝示意圖
根據(jù)機(jī)械效率公式：
可以計(jì)算滑輪架的機(jī)械效率。
【觀察與實(shí)驗(yàn)】
視頻：檢查車架的機(jī)械效率
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【實(shí)驗(yàn)反映】
1、實(shí)驗(yàn)時(shí)，以緩慢均勻的速度驅(qū)動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)讀取拉力，用刻度尺測(cè)量鉤碼的高度和彈簧測(cè)力計(jì)與連接處的距離。
2、小車架機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)表達(dá)式為：
3、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：
當(dāng)使用的滑輪架一定時(shí)，起吊物體越重，機(jī)械效率越高。
2、影響小車架機(jī)械效率的誘因
①主要誘因是克服動(dòng)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(shí)，由于動(dòng)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(jī)械效率的主要因素是摩擦力.
3、提高機(jī)械效率的途徑
現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)講究效率的社會(huì)，人們總是希望以盡可能少的消費(fèi)獲得盡可能多的利益。 在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高機(jī)械效率，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
提高機(jī)械效率的主要途徑是根據(jù)影響機(jī)械效率的因素，改進(jìn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)，使其更加合理和輕量化。 定期維護(hù)和定期潤滑使機(jī)器處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。
例如：
提高小車架機(jī)械效率的途徑：
①增加物體的重力。
②降低動(dòng)滑輪本身的重力。
③保持轉(zhuǎn)軸潤滑良好。
4、小車架用途廣泛
在生產(chǎn)中，小型機(jī)械設(shè)備，如：大型叉車、塔吊、龍門吊、高鐵電網(wǎng)補(bǔ)償器等都必須使用滑輪架。
大型叉車塔吊
門式起重機(jī)鐵路電網(wǎng)補(bǔ)償器
生活中，如自動(dòng)扶梯、手搖衣架等也使用滑輪架。
自動(dòng)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(gè)化學(xué)興趣小組正在測(cè)試電車架的機(jī)械效率。 實(shí)驗(yàn)過程如下：
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)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(qū)動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使沙袋下降，讀取拉力F值，用刻度尺測(cè)量沙袋上升高度h和繩索兩端距離s，將三個(gè)量填入表格。
④計(jì)算有用功W、總功W、機(jī)械效率η。
⑤改變沙袋中小石子的重量，重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)。
請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)記錄思考并回答：
(1)第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(yīng)該是m。
(2) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可估算第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率為 。
(3) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，分析得出所用動(dòng)滑輪重量為N。（繩重和摩擦力均忽略不計(jì)）。
(4) 分析三個(gè)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，使用同一個(gè)滑輪架吊起重物，物體的重量越大，滑輪架的機(jī)械效率（選擇“大”、“小” ”或“不變”）。
2.（2018泰安）
檢查小車架的機(jī)械效率：
步：
圖為用于測(cè)試滑輪架機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置。
①實(shí)驗(yàn)過程中，彈簧測(cè)力計(jì)在垂直方向上以恒速驅(qū)動(dòng)。
②分析表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)2是用圖表做的實(shí)驗(yàn)。
③機(jī)械效率η=。
安裝示意圖：
床單：
推理：
通過對(duì)比（填寫實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推斷出同一個(gè)滑輪架在提升重物時(shí)，物體的重量越大，滑輪架的機(jī)械效率越高。
通過對(duì)比2和3的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以推斷，當(dāng)不同的滑輪架提升相同的重量時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪架的機(jī)械效率越高。
討論的問題：
實(shí)驗(yàn)過程中，邊開車邊讀，彈簧測(cè)功機(jī)讀數(shù)不穩(wěn)定，有同事認(rèn)為讀數(shù)應(yīng)該是靜止的。 你怎么看他（選“正確”或“不正確”），因?yàn)樗麤]有考慮滑輪對(duì)機(jī)架機(jī)械效率的影響。
3.（2019尚志）（5分）
圖為智慧集團(tuán)“測(cè)量滑輪架機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置。 測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。
(1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)垂直向下驅(qū)動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。
(2)實(shí)驗(yàn)三小車架的機(jī)械效率為。
(3) 從表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以看出，相同的滑輪架，物體的重量滑輪組機(jī)械效率和什么有關(guān)，滑輪架的力學(xué)作用
率越高。
(4) 若在第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，物體上升速度為0.1m/s，則拉力F的功率為W。
(5) 創(chuàng)新組還對(duì)重量為1N、2N、4N的物體進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)，每次測(cè)得的機(jī)械效率均低于智慧組的檢測(cè)值，所以檢測(cè)值大的原因創(chuàng)新組可能是（填信）
A、測(cè)拉力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)未歸零，指針在零刻度線以下
B、彈簧測(cè)力計(jì)每帶動(dòng)一個(gè)物體就加速
C、所用動(dòng)滑輪重力大于智組
參
測(cè)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(yùn)動(dòng)
第 7 章：浮力
第 8 章：壓力
第9章：簡單機(jī)械
功、功率、機(jī)械效率
第10章：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
【寫在上面】
作者系浙江省杭州市承德區(qū)中級(jí)化學(xué)班教師。 他在一線期末班任教42年。 旨在研究小學(xué)數(shù)學(xué)教材和高考試卷的教學(xué)方法，創(chuàng)建“初中數(shù)學(xué)同步”微信公眾號(hào)，幫助中學(xué)生學(xué)習(xí)中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)，引導(dǎo)化學(xué)學(xué)習(xí)之路，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和思維習(xí)慣。
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