一、滑輪

　　通過讀題，我們可以知道：G物=4000N ，h物=10m，t=40s，F(xiàn)繩=2500N。另外，從圖上我們還可知，動(dòng)滑輪上有2段繩子，n=2。

　　正確解法：

　　(1)W有=G物h物=4000×10J=4×104J;

　　(2)W總=F繩S繩=F×2h物=2500×2×10J=5×104J，P=W/t=5×104J/40s=1.25×103W;

　　(3)η=W有/W總=4×104J/5×104J=80%。

　　2、水平拉動(dòng)重物

　　例2、小勇用右上圖所示滑輪組拉著物體勻速前進(jìn)了0.2m，則繩子自由端移動(dòng)的距離為 m。若物體與地面的摩擦力為9N，則他所做的功是多少?如果小勇對(duì)繩的拉力F=4N，該滑輪組的機(jī)械效率為多少?

　　難點(diǎn)突破： 在使用定滑輪、動(dòng)滑輪、或者滑輪組沿水平方向勻速拉動(dòng)重物時(shí)，物體在滑輪鉤的水平拉力下勻速移動(dòng)。我們的目的恰好也是讓物體在水平方向移動(dòng)，所以我們做的有用功就滑輪鉤的拉力和物體在水平方向上移動(dòng)的距離L的乘積。因物體勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡知識(shí)，滑輪鉤的拉力和物體與地面的摩擦力是一對(duì)平衡力，即拉力與摩擦力相等。所以有做功可以這樣計(jì)算：W有用=fL。特別強(qiáng)調(diào)此時(shí)的有用功不是W有=G物h物。總功就是作用在繩子上的拉力F和繩子自由端移動(dòng)距離S的乘積。即W總=F繩S繩。所以機(jī)械效率η=W有/W總=fL/F繩S繩。

　　此題我們讀題不難知道f=9N，h物=0.2m ，F(xiàn)繩=4N。另外從圖知，動(dòng)滑輪上有3段繩子，所以n=3;

　　正確解法：

　　(1)S繩=nh物=3×0.2m=0.6m

　　(2)W有=fL=9N×0.2m=1.8J

　　(3)η=W有/W總=fL/F繩S繩=1.8J/(4N×0.6m)=75%

　　二、斜面

　　例3、如圖所示，斜面長(zhǎng)S=10m，高h(yuǎn)=4m。用沿斜面方向的推力F，將一個(gè)重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B。運(yùn)動(dòng)過程中物體克服摩擦力做了100J的功。求：(1)運(yùn)動(dòng)過程中克服物體的重力做的功;(2)斜面的機(jī)械效率;(3)推力F的大小。

　　難點(diǎn)突破： 使用任何機(jī)械都不省功。斜面也不例外。我們使用斜面推物體時(shí)，雖然省了力但費(fèi)了距離。如圖中S=10m﹥h=4m。不管我們使用斜面做了多少功，我們的目的只是把物體提到離地面一定高度的地方。所以我們做的有用功實(shí)際上就是克服物體重力向上提的力和物體被提高高度的乘積，即W有用=G物h物。因物體和斜面之間有磨擦，我們?cè)谕莆矬w過程中還要克服摩擦力做100J的功。這個(gè)功不是我們所想要的，因此我們叫它額外功。額外功等于物體與斜面之間的摩擦力f與在斜面上移動(dòng)的距離L的乘積，即W額外=fL。推力F和物體在斜面上通過的距離S的乘積就是總功了。即W總=F推S斜面長(zhǎng)。有用功加上額外功等于總功，即W總=W有用+W額外。一般我們用L表示斜面的長(zhǎng)，h表示斜面的高，f表示物體與斜面之間的摩擦力，G表示物重，F(xiàn)表示沿斜面向上推(拉)物體的力。則機(jī)械效率η=W有/W總=G物h物/FL= G物h物/( G物h物+FL)。

　　此題中，已知斜面的長(zhǎng)L=10m，斜面的高h(yuǎn)=4m，物重G=100N，W額外=100J。求W有用、斜面機(jī)械效率η、推力F。

　　正確解法：

　　(1)W有用=G物h物=100N×4m=400J ;

　　(2)W總=W有用+W額外=400J+100J=500J， η=W有/W總=400J/500J= 80%;

　　(3)F推=W總L斜面長(zhǎng)=500J/10m=50N。

　　三、杠桿

　　例4.用一個(gè)杠桿來提升重物。已知?jiǎng)恿Ρ凼亲枇Ρ鄣?倍，物體重600N，手向下壓杠桿的動(dòng)力是210N，物體被提升20cm。求：(l)手壓杠桿下降的高度;(2)人做了多少總功;(3)人做了多少額外功;(4)杠桿的機(jī)械效率是多大。

　　難點(diǎn)突破：根據(jù)動(dòng)力臂是阻力臂的3倍，可知?jiǎng)恿σ苿?dòng)距離是物體上升高度的3倍，即S=20cm×3=60cm=0.6m。我們的目的是把重物提升20cm，因此，和使用豎直滑輪、斜面提升重物一樣，我們做的有作功應(yīng)是克服物體重力做的功，即W有用=G物h物。人做的總功等于手向下壓杠桿的動(dòng)力乘以動(dòng)力移動(dòng)的距離，即W總=FS。額外功等于總功減去有用功(W額外=W總﹣W有用)，所以要先求有用功。杠桿機(jī)械效率等于有用功除以總功，即η=W有/W總=G物h物/(F動(dòng)力S動(dòng)力移動(dòng))。

　　通過讀題，我們可以知道，S動(dòng)力移動(dòng)=0.6m，G物=600N,F動(dòng)力=210N, h物=20cm.我們要求：手壓杠桿下降的高度S動(dòng)力移動(dòng)、人做的總功W總、人做的額外功W額外、杠桿的機(jī)械效率η。

　　正確解法：

　　(1)物體上升高度h=20cm=0.2m，動(dòng)力移動(dòng)距離：S動(dòng)力移動(dòng)=3h=3×0.2m=0.6m;

　　(2)人做的總功：W總=FS=210N×0.6m=126J;

　　(3)W有用=G物h物=600N×0.2m=120J，W額=W總-W額=126J-120J=6J;

　　(4)η=W有/W總=120J/126J=95.2%。

　　四、組合機(jī)械

　　例5、如圖所示，物重G為2000N，斜面長(zhǎng)5m，高3m，斜面和滑輪組裝置的總機(jī)械效率為80%，若將重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上來，求：(1)所需拉力F是多少?(2)機(jī)械的總功率是多少?

　　難點(diǎn)突破：此題是把斜面與滑輪組組成新的機(jī)械，很多學(xué)生看到這樣的題頭都“炸”了。不過如果同學(xué)們掌握了方法，還是不難的喲。

　　我們可以把斜面和滑輪組兩種簡(jiǎn)單機(jī)械組成的新裝置看成一個(gè)機(jī)械。比如題中告訴了G物=2000N，h物=3m,裝置總的機(jī)械效率為80% ，我們可以根據(jù)η=W有/W總，求出總功W總= W有/η。再根據(jù)滑輪組中動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)(n=3)，我們可以求出繩子自由端移動(dòng)的距離S和移動(dòng)的速度v。

　　題中告訴我們G物=2000N，h物=3m,η總=80%，v物=0.2m/s，n=3。結(jié)合圖，我們可以輕易求出S繩=3S物=3L斜面長(zhǎng)=3×5m=15m，V繩= 3V物=3×0.2m/s=0.6m/s。

　　正確解法：

　　(1)由η= W有/W總得，W總=W有/η=(G物h物)/η=(2000N×3m)/80%=7500J，F(xiàn)= W總/S繩=7500J/15m=500N

　　(2)P總=FV=F繩V繩=500N×0.6m/s=300W。

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