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例1(2007年江苏省连云港市)如图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示。(摩擦不计)
(1)由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大?
(2)若钩码3s内上升0．1m，则弹簧测力计拉力做功的功率为多大?该滑轮组的机械效率为多大?
(3)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将如何变化?
解析(1)用滑轮组提升重物的过程中，匀速提拉还是加速提拉对于拉力的大小会有影响。绳子竖直拉还是斜拉，拉力的大小也不同。物体匀速竖直上升时，重力和拉力彼此平衡，因此在使用滑轮组提升重物的过程中，弹簧测力计要竖直匀速提拉绳子的自由端。观察图1可知：2N与3N之间1N的力被均匀分为五等份，则该弹簧测力计的分度值为0．2N，其读数为2．4N；运用滑轮组提升重物时，绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间的关系是s=nh，不难发现该滑轮组连接在动滑轮上绳子的股数(这是判断绳子股数的重要方法，同学们应该掌握并熟练运用)为3，所以S=3h，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动24cm。在使用滑轮组提升重物的过程中，不得不将动滑轮同时提上去，还需克服摩擦做功，故总功总是大于有用功，机械效率总是小于100％，已知拉力F=2．4N，钩码被提升h=8cm=0．08m，绳子自由端移动的距离s=24cm =0．24m，钩码总重G=6N。W有=Gh=2N× 0．08m=0．48J，W总=Fs=2．4N×0．24m=0．576J，机械效率为η=W有+W总=0．48J／0．576J=83．3％。
(2)根据机械效率η=W有/ W总=η=W有/（W有+W总）可知，在动滑轮重等影响其机械效率的其他因素不变时，做的有用功越多，有用功在总功中所占的百分比越大，滑轮组的机械效率就越大。因此，若只增加钩码的个数即增加钩码的重，其他因素不发生变化时，机械效率將增大。
答案（1）2.4N；(2)s=3h=0.3m
W拉=W总=FS=2.4×0.3J=0.72J
P=W/t=0.72/3W=0.24W
W有=Gh=6×0.1J=0.6J
η=W有/W总×100%=Gh/Fs×100%=83.3%
(3)增大
点评测量滑轮组的机械效率是一个非常重要的实验，在实验中应注意什么问题，有用功、总功如何计算，s和h的关系及物体的重与动滑轮重之间的关系怎样，需非常清楚。
例2(2007年辽宁省大连市)某建筑工地为了搬运建材，采用的滑轮组示意图如图2所示。钢丝绳的拉力F由电动机提供。此滑轮组在30s内将质量为450kg的建材匀速提升了6m，拉力F所做的功为36000J，不计绳重和轴摩擦，g取10N／kg。试求：
(1)滑轮组的机械效率。
(2)钢丝绳移动的速度。
(3)此滑轮组的机械效率小于1的原因是什么?
解析(1)由题意知，用该装置将质量为450kg的建材匀速提升了6m，克服材料的重力G=mg=450kg×l0N／kg=4500N所做的功即有用功为W有=gh=4500N×6m=27000J。而拉力F所做的功为36000J，所以机械效率η=W有/W总=27000J／36000J=75％。
(2)根据图2，动滑轮上绳子的股数是3，所以当建筑材料被提升6m，在相同的时间内绳子自由端便被电动机用向下拉动了s=3h，因此钢丝绳移动的速度应为建筑材料上升速度的三倍。建筑材料上升的速度v=h／t=6m／30s=0.2m／s，则钢丝绳移动的速度v1=3 v=3×0.2m／s=0.6m／s。
(3)机械效率是有用功与总功的比值，而在使用机械做功时，我们不得不克服阻力等其他因素做了额外功，对我们有用的功即有用功一定是总功的一部分，所以任何机械的效率总小于1，该装置也不例外。
点评搬运建筑材料进中考，特别吸引眼球，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程新理念，试题新颖，起点高，落点低，涉及的物理道理比较简单，绝大部分学生都能比较顺利地解答。试题把课本知识向更宽的范围扩展，往更深的层面挖掘，使学生对知识的理解和运用更深刻、更全面、更精确。
（责任编辑 覃敬川）
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(1)由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大?
(2)若钩码3s内上升0．1m，则弹簧测力计拉力做功的功率为多大?该滑轮组的机械效率为多大?
(3)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将如何变化?
解析(1)用滑轮组提升重物的过程中，匀速提拉还是加速提拉对于拉力的大小会有影响。绳子竖直拉还是斜拉，拉力的大小也不同。物体匀速竖直上升时，重力和拉力彼此平衡，因此在使用滑轮组提升重物的过程中，弹簧测力计要竖直匀速提拉绳子的自由端。观察图1可知：2N与3N之间1N的力被均匀分为五等份，则该弹簧测力计的分度值为0．2N，其读数为2．4N；运用滑轮组提升重物时，绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间的关系是s=nh，不难发现该滑轮组连接在动滑轮上绳子的股数(这是判断绳子股数的重要方法，同学们应该掌握并熟练运用)为3，所以S=3h，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动24cm。在使用滑轮组提升重物的过程中，不得不将动滑轮同时提上去，还需克服摩擦做功，故总功总是大于有用功，机械效率总是小于100％，已知拉力F=2．4N，钩码被提升h=8cm=0．08m，绳子自由端移动的距离s=24cm =0．24m，钩码总重G=6N。W有=Gh=2N× 0．08m=0．48J，W总=Fs=2．4N×0．24m=0．576J，机械效率为η=W有+W总=0．48J／0．576J=83．3％。
(2)根据机械效率η=W有/ W总=η=W有/（W有+W总）可知，在动滑轮重等影响其机械效率的其他因素不变时，做的有用功越多，有用功在总功中所占的百分比越大，滑轮组的机械效率就越大。因此，若只增加钩码的个数即增加钩码的重，其他因素不发生变化时，机械效率將增大。
答案（1）2.4N；(2)s=3h=0.3m
W拉=W总=FS=2.4×0.3J=0.72J
P=W/t=0.72/3W=0.24W
W有=Gh=6×0.1J=0.6J
η=W有/W总×100%=Gh/Fs×100%=83.3%
(3)增大
点评测量滑轮组的机械效率是一个非常重要的实验，在实验中应注意什么问题，有用功、总功如何计算，s和h的关系及物体的重与动滑轮重之间的关系怎样，需非常清楚。
例2(2007年辽宁省大连市)某建筑工地为了搬运建材，采用的滑轮组示意图如图2所示。钢丝绳的拉力F由电动机提供。此滑轮组在30s内将质量为450kg的建材匀速提升了6m，拉力F所做的功为36000J，不计绳重和轴摩擦，g取10N／kg。试求：
(1)滑轮组的机械效率。
(2)钢丝绳移动的速度。
(3)此滑轮组的机械效率小于1的原因是什么?
解析(1)由题意知，用该装置将质量为450kg的建材匀速提升了6m，克服材料的重力G=mg=450kg×l0N／kg=4500N所做的功即有用功为W有=gh=4500N×6m=27000J。而拉力F所做的功为36000J，所以机械效率η=W有/W总=27000J／36000J=75％。
(2)根据图2，动滑轮上绳子的股数是3，所以当建筑材料被提升6m，在相同的时间内绳子自由端便被电动机用向下拉动了s=3h，因此钢丝绳移动的速度应为建筑材料上升速度的三倍。建筑材料上升的速度v=h／t=6m／30s=0.2m／s，则钢丝绳移动的速度v1=3 v=3×0.2m／s=0.6m／s。
(3)机械效率是有用功与总功的比值，而在使用机械做功时，我们不得不克服阻力等其他因素做了额外功，对我们有用的功即有用功一定是总功的一部分，所以任何机械的效率总小于1，该装置也不例外。
点评搬运建筑材料进中考，特别吸引眼球，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程新理念，试题新颖，起点高，落点低，涉及的物理道理比较简单，绝大部分学生都能比较顺利地解答。试题把课本知识向更宽的范围扩展，往更深的层面挖掘，使学生对知识的理解和运用更深刻、更全面、更精确。
（责任编辑 覃敬川）
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