包雪峰
1、垂直方向勻速提升物體
例1 江南科技館里有一個神奇的裝置，如圖1所示。借助這個裝置，小明僅用150N的拉力就舉起了一輛重600N的摩托車。 問：該過程中裝置的機械效率是多少？
分析該裝置可以看作是滑輪組。 從圖中可以看出斜面機械效率與什么無關，承受物體重量的繩股數為n=5，則s=5h；
摩托車的重量和拉力已知，根據公式W有用
=Gh 可用于求出已完成的有用功，并可使用 =Fs 來求出總功。 有用功與總功的比值就是滑輪組的機械效率。
解 從圖中可以看出，承載物體重量的繩股數為n=5，則s=5h。 裝置的機械效率：
η=■=■=80%。
點評：本題考察變形滑輪組機械效率的計算。 它以圖形為基礎的動態思維，清晰地分析出承受物體重量的繩股數（從從動滑輪直接拉出的繩股數）。 這個問題就很容易解決了。
2、勻速水平拉動物體
實施例2 重量為500N的物體受到如圖2所示的機械拉力，并在水平地面上以2m的勻速運動。 物體上的摩擦力為120N，繩索的水平拉力為50N。 尋找：
(1) 對物體所做的有用功；
(2) 拉力所做的總功；
(3)滑輪組的機械效率。
分析 (1) 當物體沿水平方向運動時，克服物體與地面之間的摩擦力是有用功。 知道摩擦力和物體移動的距離，使用 W 很有用
=fl計算有用功。
(2)知道物體移動的距離和作用在動滑輪上的繩股數，即可求出被拉繩的長度；
給定繩索的長度和張力，使用總 W
=Fs 得到總功。
(3) 有用功和總功已知，兩者之比即為機械效率。
答案 (1) 對物體所做的有用功：
W有用=fl=120N×2m=240J。
(2)拉動繩索的長度：
s=3l=3×2m=6m，
拉力所做的總功：
W總計=Fs=50N×6m=300J。
(3)滑輪組機械效率：
η=■=■=80%。
答案 (1) 物體所做的有用功是 240J。 (2)拉力所做的總功為300J。 (3)滑輪組機械效率為80%。
點評：物體做水平方向運動時，功率克服了摩擦力，因此摩擦力是有用功，機械效率與物體的重量無關。
2、斜面機械效率
實施例3 如圖3所示，有一個傾斜角度為30°的固定斜面。 方明利用平行于斜面的500N的推力，在5秒內將重力700N的物體勻速向上推1m。 （G取10N/kg） 求：斜面機械效率？
分析：本題是一道斜面問題。 從圖中可以看出，當物體被向上推1m時，物體在斜面上移動的距離為s=2h=2m。
物體的重力和拉力的大小是已知的，所做的有用功可以根據公式 W 有用=Gh 計算，使用 W 的總量
=Fs 求總功。 有用功與總功的比值就是滑輪組的機械效率。
解法從圖中可以看出，物體被頂起的高度為h=1m，則s=2h=2m，
裝置機械效率：η=■=■
=■=■=70%。
斜面的機械效率為70%。
注釋 本題考察斜面機械效率的計算。 關鍵是要明確物理量G、h、F、s并正確運用斜面機械效率公式。
【延伸】傾斜對物體的摩擦力有多大？
分析附加功W=fs，總功W=Fs，
如果f=F，那么就意味著W數量=W總計，W是有用的
=0。 機械效率η=0，故f≠F。
那么如何找到f呢？
我們知道W =fs，則f=W /s，
使用W量=W總量-W有用，
你可以找到f。
解W有用=Gh=700N×1m=700J，
s=2h=2×1m=2m，
W總計=Fs=500N×2m=1000J斜面機械效率與什么無關，
W量=W總量-W有用=1000J-700J=300J，
f=■=■=150N。
答：斜面對物體施加的摩擦力為150N。
點評：在斜面上勻速運動的物體所受的摩擦力不等于牽引力。 相反，摩擦力是通過首先計算附加功來求解的。
3、杠桿機械效率
實施例4 如圖4所示，在杠桿的中點懸掛一個質量為20kg的物體。 有人在端點處用125N的向上力，使物體勻速上升0.5m。 這個人對物體做功的機械效率是多少？ ？
分析舉起物體的重力：
G=毫克=200N。
物體上升距離h1=0.5m，功率F
=125N，但力作用點上升距離h2未知。
從圖中可以看出物體上升的距離h1=AB，
還有△AOB∽△A′OB′，
因此，AB∶A′B′=AO∶A′O=1：2，
A′B′=2AB=2×0.5m=1m，
則η=■=■=■=80%。
回答 人對物體做功的機械效率是80%。
點評：本題考察杠桿機械效率的計算。 關鍵是功率作用點上升距離h2的確定。