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《滑輪及滑輪組機械效率的計算》考點+訓練

滑輪及滑輪組的機械效率是初中物理力學中重要的知識點，是中考中必考的知識點之一。機械效率知識綜合性強，學生考試中普遍感覺較難，很多學生往往是機械的模仿，一味的套公式，不理解公式成立的條件，出錯率偏高。

一、 滑輪及滑輪組的特點：
定滑輪 動滑輪 滑輪組
定義 中間的軸固定不動的滑輪 和重物一起移動的滑輪 定滑輪、動滑輪組合成滑輪組
圖意



實質 等臂杠桿 動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿
特點 不能省力，但是能改變動力的方向 能省一半的力，但不能改變動力的方向 在不考慮繩重和摩擦力的情況下， （n是指與動滑輪相連繩子股數）
距離關系 s=h s=2h s=nh
速度關系 v繩=v物 v繩=2v物 v繩=nv物
1、滑輪組繩子股數n的判定：有N個動滑輪, 如果繩子的一端系在動滑輪上，繩子的股數就是2N+1股；如果繩子的一端系在定滑輪上，，繩子的股數就是2N股。
2、滑輪組的繞法：
根據F=G/n，如果n是偶數，那么饒線的起始點在上面的定滑輪上；如果n是奇數，那么繞線的起始點在下面的動滑輪上。 即“奇動偶定”定理。
二、機械效率
1、三功——有用功、額外功、總功
有用功 我們需要的、必須要做的功叫做有用功，用W有用表示。
額外功 使用機械時并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功，用W額表示。
總功 有用功與額外功之和是總共做的功，叫做總功，用W總表示，用公式表達為W總=W有＋W額
2、機械效率
（1）定義：物理學中，把有用功跟總功的比值叫做機械效率，用η表示。
（2）公式：
（3）提高機械效率的方法：增大重物、減小機械間的摩擦、減小機械自重、改進結構等。
注意：機械效率是一個比值，通常用百分數表示，由于有用功總小于總功，故機械效率總小于1；機械效率的高低與使用機械是省力還是費力無關。
三、 滑輪組機械效率的計算：（物體勻速運動）
當滑輪組豎放使用時，克服物體重力做有用功，所以有用功是W有用=Gh，總功W總=Fs，額外功W額=W總－W有=Fs－Gh，機械效率 （任何情況下都適用）；
如果不計繩重和摩擦，額外功W額=G動h，機械效率

（不考慮繩子和摩擦的情況下適用）。
當滑輪組橫放使用時，克服摩擦力做有用功，所以有用功是W有用=fs物，總功W總=Fs繩，額外功W額=W總－W有=Fs繩－fh，機械效率 ，此時與物體重力無關，繩端移動的距離與物體運動的距離的關系為s繩=ns物。
注意：
（1）當用豎放滑輪組提水中物體時，克服的不再是物體的重力，而是G-F浮，在計算機械效率時，只有將G換成G-F浮即可。
（2）由于物體和繩端同時運動，將s=nh或s繩=ns物兩邊同時除以時間t，所以得v繩=nv物。尤其在計算拉力的功率選用P=Fv計算時，一定要用v繩，不要用v物。

一、中考題型分析
在中考試卷中，側重滑輪組機械效率的計算，有時結合浮力、功率一起考查，綜合性強。中考中，主要以計算形式考查。近年來，分值在4分—6分左右。
二、典例精析
★考點一：滑輪及滑輪組的特點
◆典例一：(2019·鹽城)如圖所示，工人用動滑輪勻速提升重物，這樣做( )

A．省力，不改變施力的方向
B．不省力，改變施力的方向
C．既省力，也改變施力的方向
D．既不省力，也不改變施力的方向