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《滑轮及滑轮组机械效率的计算》考点+训练

滑轮及滑轮组的机械效率是初中物理力学中重要的知识点，是中考中必考的知识点之一。机械效率知识综合性强，学生考试中普遍感觉较难，很多学生往往是机械的模仿，一味的套公式，不理解公式成立的条件，出错率偏高。

一、 滑轮及滑轮组的特点：
定滑轮 动滑轮 滑轮组
定义 中间的轴固定不动的滑轮 和重物一起移动的滑轮 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
图意



实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
特点 不能省力，但是能改变动力的方向 能省一半的力，但不能改变动力的方向 在不考虑绳重和摩擦力的情况下， （n是指与动滑轮相连绳子股数）
距离关系 s=h s=2h s=nh
速度关系 v绳=v物 v绳=2v物 v绳=nv物
1、滑轮组绳子股数n的判定：有N个动滑轮, 如果绳子的一端系在动滑轮上，绳子的股数就是2N+1股；如果绳子的一端系在定滑轮上，，绳子的股数就是2N股。
2、滑轮组的绕法：
根据F=G/n，如果n是偶数，那么饶线的起始点在上面的定滑轮上；如果n是奇数，那么绕线的起始点在下面的动滑轮上。 即“奇动偶定”定理。
二、机械效率
1、三功——有用功、额外功、总功
有用功 我们需要的、必须要做的功叫做有用功，用W有用表示。
额外功 使用机械时并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功，用W额表示。
总功 有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功，用W总表示，用公式表达为W总=W有＋W额
2、机械效率
（1）定义：物理学中，把有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示。
（2）公式：
（3）提高机械效率的方法：增大重物、减小机械间的摩擦、减小机械自重、改进结构等。
注意：机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总小于总功，故机械效率总小于1；机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关。
三、 滑轮组机械效率的计算：（物体匀速运动）
当滑轮组竖放使用时，克服物体重力做有用功，所以有用功是W有用=Gh，总功W总=Fs，额外功W额=W总－W有=Fs－Gh，机械效率 （任何情况下都适用）；
如果不计绳重和摩擦，额外功W额=G动h，机械效率

（不考虑绳子和摩擦的情况下适用）。
当滑轮组横放使用时，克服摩擦力做有用功，所以有用功是W有用=fs物，总功W总=Fs绳，额外功W额=W总－W有=Fs绳－fh，机械效率 ，此时与物体重力无关，绳端移动的距离与物体运动的距离的关系为s绳=ns物。
注意：
（1）当用竖放滑轮组提水中物体时，克服的不再是物体的重力，而是G-F浮，在计算机械效率时，只有将G换成G-F浮即可。
（2）由于物体和绳端同时运动，将s=nh或s绳=ns物两边同时除以时间t，所以得v绳=nv物。尤其在计算拉力的功率选用P=Fv计算时，一定要用v绳，不要用v物。

一、中考题型分析
在中考试卷中，侧重滑轮组机械效率的计算，有时结合浮力、功率一起考查，综合性强。中考中，主要以计算形式考查。近年来，分值在4分—6分左右。
二、典例精析
★考点一：滑轮及滑轮组的特点
◆典例一：(2019·盐城)如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做( )

A．省力，不改变施力的方向
B．不省力，改变施力的方向
C．既省力，也改变施力的方向
D．既不省力，也不改变施力的方向