滑輪組的最大機械效率問題例析

機械效率是學生學習的重點和難點，它把《簡單機械》和《功》這兩章內容緊密地聯系起來，綜合性較強，由于滑輪組的最大機械效率問題涉及的知識綜合、考查的能力全面，所以常和電功率一起考查，以綜合計算題作為壓軸題交替出現在中考試卷上，為了讓同學們在中考中能順利地解決這類問題，現就幾例揭示其奧妙。

例1.如圖1所示，小型牽車通過滑輪組勻速打撈起井中的物體，已知物體重1.2×103　N，密度為1.6×103　kg/m3，測得物體全部浸沒在水中時牽引車的拉力為250　N。（不計繩重和摩擦，g取10　N/kg）求：

（1）物體全部浸沒在水中時滑輪組的機械效率；

（2）將物體勻速拉至井口的過程中滑輪組的最大機械效率。

分析：問題（1）只要先求出物體體積再求出浮力，然后求出做有用功的拉力就可以求出機械效率了。主要是問題（2）如何確定滑輪組的最大機械效率。由于滑輪組的機械效率隨物重（本題中指機械做有用功的拉力）增大而提高，物體離開水面時拉力最大，機械效率就最大。如何求出離開水面車子的拉力呢？這就需要我們先根據物體全部浸沒在水中時的拉力，求出動滑輪的重力。再根據F=■（G+G動）求出物體離開水面時拉力F′，繼而求出最大機械效率。