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原圆老师讲物理|关于滑轮组机械效率的若干问题

简单机械的机械效率计算 ， 以滑轮组的机械效率计算为多 。 试题中通过改变滑轮组的个数 ， 改变滑轮组绳子的绕法 ， 滑轮组的横放与竖放等 ， 都会增加这类试题的难度 。 本文通过讨论几个实质性的滑轮组机械效率问题 ， 将此类计算题化繁为简 ， 化难为易 ， 最终获得解题的思路与方法 。
1.同一个机械提起不同重的物体 ， 机械效率相同吗？为什么？
答：不相同 。 这是因为 ， 使用同一个机械将不同重的物体举高一定高度时 ， 额外功基本上是一样的 。 把不同重的物体提起相同高度时 ， 货物越重 ， 有用功就越大 ， 所以货物越重 ， 机械效率越高 。
2、同一物体被不同的滑轮组提起来 ， 机械效率相同吗？这是为什么？
不相同 。 这是因为 ， 将物体举高到一定的高度 ， 如果是同一个物体或者是相同重的物体 ， 做的有用功是一定的；此时 ， 使用不同的滑轮组 ， 动滑轮的个数越多 ， 做的额外功就越多 ， 所以机械效率就越低 。 动滑轮的个数越多 ， 机械效率越低 。
3、使用机械可以省功吗？使用机械的好处是什么？
根据功的原理 ， 使用任何机械所做的功和不用机械直接用手所做的功是一样的 ， 也就是说使用任何机器都不能够省功 。 相反 ， 利用机械做功会费功 ， 这是因为利用机械做功时 ， 不可避免地要做一些额外功 。
既然使用机械不能够省功 ， 为什么还要使用机械呢？这是因为使用机械可以省力、或者省距离 ， 还可以改变力的方向 。
4、试题中没有已知绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的数值大小 ， 能计算出机械效率的大小吗？
答案是肯定的 。 我们观察试题中给定的滑轮组 ， 可以分析判断出承担动滑轮的绳子段数n,从而得出绳子自由端移动的距离s和物体升高的高度h之间的关系 ， s=nh ， 这就是s与h的比值 。
5、你用滑轮组提起重物时 ， 机械效率为什么不是100%？
因为利用滑轮组提起重物时 ， 拉力要克服摩擦力做功 ， 克服动滑轮重做功 ， 这样就不可避免地要多做一些额外功 ， 所以机械效率会少于100% 。
6、没有刻度尺能测量出滑轮组的机械效率吗？
能 。 答案与第四个问题类似 。 根据滑轮组的组装情况 ， 可以确定承担动滑轮的绳子段数n,从而得出绳子自由端移动的距离s和物体升高的高度h之间的关系 ， s=nh 。 然后用弹簧测力计测出物体重和拉力的大小 ， 即可求出机械效率 。
7、当试题中已知机械自重和摩擦不计时 ， 这意味着什么？
意味着利用机械做功时所做的额外功忽略不计 ， 机械效率为100% 。 利用滑轮组提起重物时 ， 如果试题中已知“不计摩擦和绳重” ， 那么所做的额外功就是提起动滑轮所做的功 ， W额=Gh
8、怎样判断滑轮组的绳子段数？
原圆老师讲物理|关于滑轮组机械效率的若干问题
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在绕制好的滑轮组上 ， 用虚线将定滑轮和动滑轮隔开 。 不看定滑轮 ， 只是观察动滑轮由几段绳子向上拉着（包括动滑轮挂钩上的绳子） 。 由几段绳子拉着 ， 承担动滑轮的绳子段数n就是多少 。 学以致用 ， 举一反三
请有兴趣的朋友完成下列练习 ， 并在评论区写出答案 。
原圆老师讲物理|关于滑轮组机械效率的若干问题
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【原圆老师讲物理|关于滑轮组机械效率的若干问题】上图中每个滑轮组中承担动滑轮的绳子段数分别是多少？


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