滑輪組機械效率知識點精講精練

有關滑輪組機械效率的問題是中考命題的熱點，要求能**滑輪組的機械效率，生活中有提高機械效率的意識。同學們對這方面的內容感性認識較少，學習難度相對較大。因此在學習過程中要深入理解基本知識點，注重對基本公式的歸納總結，以不變應萬變，達到降低學習難度，舉一反三的目的。

現將有關滑輪組機械效率的兩個公式深入分析，希望對同學們能有所啟發。

一、已知滑輪組中物重g、物體被提公升的高度h、拉力f、繩端移動的距離s，此時的有用功為物體克服重力向上公升高所做的功，總功為拉力做的功。

基本公式： =w有用 /w總=gh/fs

拓展1：如果通過圖示可知繩子的段數n，則物體上公升的高度h與繩子自由端移動的距離s滿足確定的關係s=nh，

公式可變形為=w有用 /w總=gh/fs=g/fn

例1（2007 山東省）用如圖1的滑輪組把貨物拉上貨倉，物重g為480n，用滑輪組將重物勻速提公升2m,所用拉力f為200n，滑輪組的機械效率為______。

精析：解法1： s=nh=32m=6m.

=w有用 /w總= gh/ fs =480n2m /200n6m= 960j/1200j=80%

解法2：=w有用 /w總=gh/fs=g/fn=480n/200n3=80%

實驗分析：由變形公式可知，滑輪組的機械效率與提公升物體的高度無關。因而在**實驗中可以省去刻度尺這一測量工具，只需要彈簧測力計。

拓展2：以上公式符合利用滑輪組將物體提公升一定高度的情況。當利用滑輪組將物體克服摩擦水平拉動一定距離時，有用功應為物體克服摩擦向前移動所做的功，即w有用=fs而不是w有用=gh。

公式：=w有用 /w總=fs/f s繩

例2 (2006 武漢) 小明利用如圖2所示的裝置沿水平方向勻速拉動乙個重2000n的物體a，a受到地面的摩擦力為600n,作用在繩端的拉力為250n,則該裝置的機械效率為______。

精析：w有用=fs s繩=ns=3s w總=f s繩

=w有用 /w總=fs/f s繩=f/nf=600n/3250n=80%

二、如果不考慮摩擦和繩重（利用滑輪組將物體提公升一定高度），已知滑輪組中物重g、動滑輪的重g動，有用功為物體克服重力向上公升高所做的功，此時的額外功為提公升動滑輪所做的功，總功則為有用功加額外功。

基本公式：

=w有用 /w總= w有用 /（w有用+w額）=gh/（gh+g動h）= g/（g+g動）

拓展3：由公式可知，影響滑輪組機械效率的主要因素之一為動滑輪重。當提公升的物重不變時，動滑輪越重，額外功在總功中佔的比例就越大，機械效率越低。

例3：（2006 山東煙台）在不計繩重與摩擦的情況下，利用如圖3所示的甲、乙兩個裝置，分別用力把同樣的物體勻速提公升相同的高度，則

a 甲=乙b 甲《乙c 甲》乙d無法判斷

精析：由公式w有用=gh可知，有用功相同，但是使用動滑輪比用定滑輪額外功多，額外功在總功中佔的比例大，所以使用動滑輪機械效率低。答案：b 。

拓展4：公式變形：=w有用 /w總= g/（g+g動）=

由公式可知，影響滑輪組機械效率的另乙個主要因素是物重。當用同一套滑輪組提公升重量不同的物體時，動滑輪重不變，物體越重，有用功在總功中佔的比例越大，機械效率越高。

例4（2006 廣東）用如圖4所示的滑輪組將重為12n的物體勻速提公升20cm，所用的拉力為5n,該滑輪組的機械效率為______。當改為提公升18n的重物時，該滑輪組的機械效率為______。（忽略摩擦阻力）

精析：當物重改變時，機械效率、繩端的拉力f是改變的。計算時應考慮變化前後物理量的對應。但是動滑輪的重g動是不改變的。做題時要充分利用不變數g動進行變化前後的銜接。

1=w有用 /w總=gh/fs=g/fn=12n/5n3=80%

根據公式f= （g+g動）/n可得，g動=nf-g=35n-12n=3n

當物重改變為18n時，

2=w有用 /w總=gh/（gh+g動h）= g/（g+g動）=18n/（18n+3n）=85.7%

拓展5：當物重和動滑輪重不變時，滑輪組的機械效率不變，與繩子的繞線方法無關。

知識應用，小試牛刀：

小剛同學在**滑輪組的機械效率時其裝置如圖5所示，

（1）表1中第_____次實驗資料有錯誤，改正後計算其機械效率填入表中。

（2）對另一組正確的資料計算出機械效率，並填在表中相應的位置，比較兩次的機械效率可以得出1______2 ( 填：=、< 、> )

（3）增加物體被提高的高度h,滑輪組的機械效率_______（填「變大」「不變」或「變小」）

（4）他和同學們組裝了如圖6所示的甲、乙兩個滑輪組（每只滑輪重都相同，不計摩擦和繩重），當提公升同乙個重物時，甲、乙兩個滑輪組的機械效率甲______乙 ( 填：=、< 、> )

（5）實驗後小剛猜想，對於同一滑輪組，他的機械效率除了與所提重物有關外，是否與繩子的繞法有關呢？他設計了如圖7的兩個滑輪組進行實驗，通過實驗發現甲裝置比乙裝置______（填「省力」「費力」），兩者的機械效率甲______乙 ( 填：=、< 、> )