滑輪組的機械效率 小明學習了機械效率的知識后，可以根據機械效率η=?×100%的定義來計算和測量一些機器的機械效率。 在探究滑輪組的機械效率時，小明認為只要能求出有用功和總功，就可以求出滑輪組的機械效率（例如例1）。 例1 如圖1所示，拉力F=80N滑輪組機械效率，物體重量G=120N滑輪組機械效率，若以勻速拉動繩子自由端s=4m，物體被提升距離h= 2m，求： (1) 拉力所做的功為W； (2)拉力W所做的總功； (3)帶輪組的機械效率η。 分析（1）W有=Gh=120N×2m=240J； (2)W總計=Fs=80N×4m=320J； (3) η = ? × 100% = ? × 100% = 75%。 在回答上述例子的基礎上，小明認為：有用功是克服物體重力所做的功，它與物體的重力和物體上升的高度有關； 總功是繩索末端拉力所做的功，與拉力有關。 其大小與繩端沿拉力方向移動的距離有關； 這樣，同一個滑輪組的機械效率可能與這些因素有關，也就是說，同一個滑輪組的機械效率可能會發生變化。 為了弄清楚這些問題，小明利用實例2進行了相關研究： 實例2 小明實驗團隊在“探索滑輪組的機械效率”實驗中獲得的數據如下表所示。 第1、2、3次實驗裝置如下：如圖2中A、B、C所示。
(1) 對比實驗一和實驗二可以看出，使用相同的滑輪組，吊鉤碼越重，滑輪組的機械效率就會降低。 (2) 填寫實驗3中的機械效率，并比較實驗2和實驗3。 由此可見，采用不同滑輪組提升相同重量時，動滑輪數量越多，滑輪組的機械效率越好。 (3) 如果不計繩重和摩擦力，則圖C中，當吊鉤重量為4N時，測功機的拉力為1N，則當吊鉤重量為9N時，滑輪組的機械效率為。 答案 (1) 較高 (2) 72. 7% 較低 (3) 90% 小明在實驗通過后還反映：滑輪組的機械效率 η =？ × 100% =? s=nh，則 η=?=?。 說明1、在對滑輪組進行計算和實驗時，如果題目中必須考慮“繩重和摩擦力”或者題目中沒有提及“不考慮繩重和摩擦力”，則上式只能為緊隨其后； 如上面問題（2），當被提升物體的重量相同時，由于圖C中定滑輪和動滑輪數量的增加，F會增加，n也會增加，所以此時的eta減少。 在上面的示例問題（1）中，使用相同的滑輪組來提升不同的物體。 如果對象G增加，n不變，F也會增加。 實驗結果是eta增大； 而在上面的例子問題(3)中，僅從公式η=?考慮，當分子和分母同時增加時，η的變化很難確定。 2、滑輪組相關的計算和實驗中，標題往往會提前注明“不考慮繩索的重量和摩擦力”； 這就決定了使用該滑輪組時，克服動滑輪重力所做的功是附加功，則 η=?=?=? =？=？。
或者 η=?=?=? =？=？。 利用上面的公式，例2中的問題就不難理解了。 因此，在上述例題（3）中，在計算吊鉤碼重力增加后滑輪組的機械效率時，由于沒有考慮繩重和摩擦力，因此可以直接應用該公式。 首先，在改變鉤碼重量之前英語作文，需要根據鉤碼重量與拉力的關系進行計算。 計算從動帶輪的重量，然后求出后續的機械效率。 F1=?, G 動作=nF1-G 物體 1=5×1N-4N=1N, 則 η′=? =?=90%。 小明明白了上述原理后，通過例3和例4的練習鞏固了這些知識。 例3 圖3所示為測量滑輪組機械效率的實驗裝置。 鉤碼總重量為6N。 (1)實驗時應將彈簧測力計垂直向上拉動； (2)拉力由圖可知為N； (3)若鉤碼上升高度為0.1m，則所做的有用功為J； (4) )滑輪組的機械效率為。 （以百分比表示，保留一位小數）答案（1）勻速； （2）2.4； (3)0.6； （4）83.3%。 實施例4 如圖4所示，剔除繩索重量和摩擦力，滑輪組提升200N重量的物體時，機械效率為50%。 問：（1）用這個滑輪組省力可以舉起多少重量？ （2）當物體重量為400N時，需要多大的拉力才能使物體勻速上升？ 如果物體上升速度為0.5m/s，那么拉力的功率是多少？ （3）如果繩索的最大拉力為800N，那么此時滑輪組的機械效率是多少？ 答案（1）66.7N； (2)150N、300W； (3)93.75%。