例说滑轮组的最大机械效率 由于滑轮组的最大机械效率问题涉及的知识综合、考查的能力全面，所以常和电功率的综合计算题作为压轴题交替出现在中考试卷上，为了让同学们在中考中能顺利地解决这类问题，现就几例揭秘其奥妙。 例1.如图（1）所示，小型牵车通过滑轮组匀速打捞起井中的物体，已知物体重1.2×33310N，密度为1.6×10kg / m,测得物体全部浸没在水中时牵引车的拉力为250 N。（不计绳重和摩擦，g 取10 N / kg ）求： （1）物体全部浸没在水中时滑轮组的机械效率； （2）将物体匀速拉至井口的过程中滑轮组的最大机械效率 。 分析：问题（1）只要先求出物体体积再求出浮力，然后求出做有用功的拉力就可以求出机械效率了。主要是问题（2）如何确定滑轮组的最大机械效率？由于滑轮组的机械效率随物重 （本题中指机械做有用功的拉力）增大而提高，物体离开水面图（1） 时拉力最大，机械效率就最大。如何求出离开水面车子的拉力呢？这就需要我们先根据物体全部浸没在水中时的拉力，求出动滑轮的重力。再根据F=1/3（G+G动）求出物体离开水面时拉力F，继而求出最大机械效率 。 3333答案：（1）V =G/ρm=1.2×10N/（1.6×10kg / m×10 N / kg）=0.075 m 333F浮=ρ水g V=1. 0×10kg / m×10 N / kg×0.075 m=750N 3η=W有用/W总=（G–F浮）h/（F×3h）=（1.2×10N–750N）/（250 N×3）=60％ （2）因为F=1/3（G+ G动） 所以250 N=1/3[（1.2×103N–750N）+ G动]得G动=300 N 当物体离开水面时，由F，=1/3（G+ G动）=1/3（1.2×103N+300 N）=500 N 设物体上升h，则拉力移动3h η，=W有用，/W总，=1.2×103N h/（500 N×3h）=80％ 例2.如图（2）当物重为50 N时，绳端需用20 N的拉力才能使物体匀速上升，求（1）此时的机械效率多大？（2）如果绳子能承受的最大拉力为60N（不计绳重和摩擦，g 取10 N / kg ），那么滑轮组的最大机械效率是多大？ 分析：（1）略；（2）虽然滑轮组的机械效率随物重的增大而提高，但本题中绳子能承受的最大拉力为60N，所以提升的物重是有限度的。具体方法也是先根据（1）中的条件求出动滑轮的重力，再根据F=1/3（G+G动）由绳子能承受的最大拉力求出允许提升的最大物重，继而求出最大机械效率 。 ，答案：（1）η=83.3％（2）G动=10 N η=94％ 图（2） 例3.一人用如图（3）所示的滑轮组匀速提升重为220 N的物体，此时人对绳的拉力为120 N（不计绳重和摩擦，g 取10 N / kg ）。求：（1）滑轮组的机械效率。（2）若人的体重为600N，绳子能承受的最大拉力为800N，那么他用此滑轮组提升物体时，机械效率最大是多少？ 分析：（1）略；（2）本题与上一道题目相比，多了条件：人的体重为600N，又由于人的体重小于绳子能承受的最大拉力，所以允许提升的最大物重应由人的体重600N决定，解题思路同例（2）。 ，答案：（！）η=83.3％ （2）G动=40 N η=97％ 例4.小明测滑轮组机械效率的实验过程如图（4）所示。小明匀速图（3） 拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图丁所示。 （1）根据上面的实验数据，计算该滑轮组的机械效率（写出计算步骤）。 （2）若不计绳重和摩擦，小明用实验中滑轮组和测力计提物体时，最大机械效率是多少？ 分析：（1）略；（2）本题并没有告诉绳子能承受的最大拉力，怎样求最大机械效率呢？原来限制条件隐含在弹簧测力计上呢！由于弹簧测力计的量程是5 N，所以最大拉力只能是5 N。其他解题思路同上。 答案：（！）η=83.3％ （2）G，动=14.6 N η=97％ 综上所述：滑轮组的最大机械效率不仅与物重有关，而且还与机 械本身结构（如绳子能承受的最大拉力等）有关并且还与一些外界制约条件（如人体重、弹簧测力计的量程、所吊的钩码必须是整数等）有关，所以审题时不仅要观察仔细，而且要思维缜密。此外，由于不计绳重和摩擦时，克服动滑轮重所做的功是唯一额外功，所以动滑轮重是变化中的不变量，应充分利用。 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/fb996f1f64ec102de2bd960590c69ec3d5bbdbbe.html