10.5 机械效率（3课时）教案+当堂达标

第五节 机械效率
设计说明
本节内容由“认识机械效率”和“测量机械效率”两部分构成，教学中要通过实例分析有用功、额外功和总功，使学生真正认识机械效率的含义。测量滑轮组的机械效率是本节的难点。教学中要组织学生经历测量的全过程，如让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程，激发学生的学习兴趣，同时增加他们的实践经验。
教学目标
【知识与技能】
1．能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。
2．明确机械效率是描述做功效率的物理量，能利用机械效率的公式进行简单的计算。
3．能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。
【过程与方法】
1.通过探究动滑轮的特点，知道使用机械就要做额外功。
2.通过实验与讨论，认识提高机械效率的主要方法。
【情感态度和价值观】
知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，增强学习科学知识的责任感。
重点难点
教学重点
1.能结合实例认识有用功、额外功和总功。
2.理解机械效率的概念，会利用机械效率的公式进行有关计算。
教学难点
学会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
教学方法
控制变量法和分析法。
教具、学具
滑轮、钩码、细线、弹簧测力计、铁架台、刻度尺、多媒体课件等。
授课时数
3课时
第一课时 认识机械效率
教学过程
回顾思考
1.比较做功快慢的两种方法
（1）做相同的功，比较所用时间，所用时间_____，做功越快。
（2）在相同时间内，比较做功的多少，做功_____，做功越快。
2.功率是表示_____________的物理量。_____与_____之比叫做功率。
3.功率的计算公式为，国际单位制中，功率的单位是_____,简称_____,符号_____；功率的常用单位是_____。换算关系:1kW=__________W。
导入新课
问题导入：观看下图，同学们交流讨论，完成下列表格。
想一想，有哪些办法可以将沙子运上三楼？
徒手用桶提沙上楼
用定滑轮和桶提沙上楼
用动滑轮和桶提沙上楼
用动滑轮和口袋提沙上楼
克服人的重力做功/J
人对沙子做的功/J
人对桶（袋）做的功/J
人对动滑轮做的功/J
人一共做的功/J
分析得出的数据，采用哪种方法比较好？请说出选择的理由。
思考问题：在运送过程中不可避免的要对物体做功，试讨论：
（1）哪些功起到了积极的作用，即达到了我们的目的？
（2）哪些功对我们没有价值，但又是不得不做的功？
（3）哪种方式效率最高？
学生活动：学生思考，得出结论。
对我们没有价值但又不得不做的功有：
（1）桶、动滑轮、口袋等也随沙子一起上升，也提升了它们，克服这些重力做的功没有价值；
（2）此外，机械运转时都有摩擦，克服机械的摩擦做的功也没有价值。
结论：满足我们做功的目的，对我们有价值的功，即对沙子做的功是有用功。
从而引出本节课的课题：机械效率。（说明：学生观察、思考、计算并进行比较，培养学生的合作意识，运用所学知识分析解决新问题的能力和分析归纳能力。）
情景导入：展示从井里提水的照片，在这个从井中提水上来的过程中，人们对哪些物体做了功？这些功都是人们希望做的吗？对谁做的功才是有用的呢？
讲授新课
一、使用机械是否省功
1．提出问题：使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力，是不是也能省功呢？
2．组织学生对照课本图10-33所示的方法完成课本实验。
（1）用弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度[图10-33 (a)]。
（2）用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样的钩码匀速提升相同高度[图10-33 (b)]。
学生自主进行实验,教师巡回指导。
3．数据分析
比较弹簧测力计两次拉力所做的功，你会发现什么问题。这是为什么呢?你能找出其中的原因吗?
学生分析，小组交流讨论。
师生总结：
实验证明，使用机械做功时，尽管它会给我们带来如省力、方便等有利因素，但是，由于机械本身的自重，以及摩擦等因素的影响，需要额外多做一些功。
①在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的。
利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。
②本实验中，用来克服摩擦做的功、对动滑轮做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功。使用任何机械做额外功是不可避免的。
③本实验中，有用功加额外功是总共做的功，叫总功。
有用功与额外功的总和叫总功。
三者之间的关系：
二、机械效率
1．理解有用功、额外功和总功
（1）一水桶掉到井里，我们将桶捞起，所做的功哪部分是有用功？哪部分是额外功？实际捞桶时做的是什么功?
（2）如果是用桶从井中提水，则所做的功哪部分是有用功？哪部分是额外功？实际捞桶时做的是什么功?
（3）通过动滑轮提升钩码上升过程中，克服绳重和摩擦力做功，它们是有用功么？
学生思考回答，教师补充。
2．机械效率的概念与公式
类比于学习效率，总功类比于总时间，有用功类比于学习时间，额外功类比于休息时间，则动滑轮也有效率，我们将其称为机械效率，用表示。
物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率。
即：
计算公式：
由于有用功和总功的单位都为焦耳，所以无单位，我们用百分数表示， 表示有用功与总功的比值。
结合以上分析和机械效率公式，下列动滑轮的机械效率如何计算？
示例1：如图所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m，已知沙重184N，桶重10N，拉力为100N，绳重和摩擦均不计，动滑轮的重力为多大？拉力所做的总功是多少焦，此时该装置的机械效率是多少？
解：s=2h=2×2 m=4 m，
=2×100N－（184+10）N= 6 N
=100 N×4 m= 400 J，=184 N×2 m=368 J
答：动滑轮的重力为6N,总功为368J，机械效率为92%。
3．讨论：机械效率的值有可能大于100%吗？为什么？
结论：不可能，任何机械本身都受到重力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功。这时动力所做的总功等于有用功加额外功。所以总有消耗,效率小于100%。
示例2 ：下列关于机械效率的说法正确的是 ( )
A. 机械效率可以提高到100%
B．机械效率总小于1
C．功率大的机械，机械效率高
D．机械效率越高，有用功就越多
答案：B
课堂小结
1．有用功（）：利用机械工作时，对人们有用的功叫有用功。
2．额外功（）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功。
3．总功（）：有用功与额外功的总和叫总功。
4．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
机械效率用百分数表示，没有单位。
当堂达标
1. 小红用铁桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的铁桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（　　）
A．两个情形中，两人对水做的功都是有用功
B．两个情形中，两人对水做的功都是总功
C．两个情形中，两人对水做的功都是额外功
D．小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功
答案:D
2.机械效率是反映机械性能好坏的指标之一。一种机械改进构造后，提高了机械效率，用它匀速提升同一重物升高同样的高度，改进后与改进前相比( )
A.做的总功没变，有用功也没变
B.做的总功没变，有用功比以前增多了
C.做的总功没变，额外功比以前减少了
D.做的有用功不变，总功比以前减少了
答案:D
3. 如图所示，工人师傅用250 N的力将重400 N的物体匀速提升1 m，在此过程中滑轮组的机械效率是( )
A.80% B.62.5% C.125% D.20%
答案:A
4. 如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧测力计读数为10 N，物体M的运动速度为1 m/s(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间的摩擦)，那么在此过程中( )
A.物体M与地面间的摩擦力为5 N
B.物体M与地面间的摩擦力为10 N
C.水平拉力F做功的功率为20 W
D.1 s内滑轮对物体M做的功为10 J
答案:C
某机械的机械效率为80%，使用它做400 J的有用功，需同时做_____J的额外功。由于存在着摩擦和机械本身受到重力作用等原因，机械效率永远小于_____。
答案:100 1
6．如图所示，物体重180 N，动滑轮重10 N，小明用100 N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2 m，用了10 s，则此过程中有用功是_____J,额外功是_____J,拉力的功率是________W，滑轮组的机械效率是_________。
答案: 360 40 40 90%
板书设计
一、有用功、额外功和总功
（1）利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。
（2）对我们没有用，但又不得不做的功叫额外功。
（3）有用功与额外功的总和叫总功。
三者之间的关系：
二、机械效率
（1）公式： ：机械效率；：有用功；：总功
（2）机械效率总是小于1。
探究机械效率
教学过程
回顾思考
1.有用功是指为了达到目的_______的功。用表示。
2.为了达到目的并非需要而又不得不做的功称为_______。用表示。
3._______与_______之和是总共做的功，叫做总功，用表示。
4._______跟_____的比值叫做机械效率。用_______表示。计算公式为________。
5.使用任何机械都不可避免的产生额外功，故机械效率总是______1的。
导入新课
前面认识了机械效率，同学们知道了如何利用公式求机械效率，但是对于同一个机械，它的机械效率是不是一定的呢？如何去提高机械的机械效率？
组织学生讨论寻找实验方案、分析实验过程、进行实验、分析数据得到结论。
讲授新课
实验探究：测量滑轮组的机械效率
1.议一议，动滑轮的机械效率与哪些因素有关？机械效率总是一定的吗？ 怎样探究这个问题？
请学生发表自己的见解，提出各种方案。
2.设计实验：
（1）实验需要测哪些物理量？
（2）测量这四个量，需要哪些测量工具呢？
（3）做这个实验除了弹簧测力计和刻度尺以外，还需要准备哪些仪器呢？
（4）根据实验，设计一个表格记录实验中需要测量的数据。
3.按如图所示的方式组装好滑轮组，并使用滑轮组提起相应的重物，将三次实验数据填写在下表中，比较三次测算的机械效率是否相等。

甲 乙 丙
名称
拉力
F/N
弹簧测力计上升
的距离s/m
总功
W总/J
钩码重
G/N
钩码上升高度
h/m
有用功
W有/J
机械效率
η
甲
乙
丙
要求学生分组进行实验，不同的组挂的钩码个数不同。
强调：为了保证拉力F的大小始终不变，拉绳子时要注意：应竖直匀速向上拉动。
4.分析实验数据归纳得出结论：
①让各组代表填写数据，分享结果。
②分析归纳：由实验数据可以得出什么结论？
③如何才能提高动滑轮（或滑轮组）的机械效率？
讨论影响机械效率的因素及提高机械效率的方法，归纳总结：
①同一滑轮组，载重越大，机械效率越大，所以滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功占总功的比例，提高机械效率。
②相同载重的情况下，动滑轮重力越小，机械效率越高，所以减小滑轮组中动滑轮的自重，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。
③改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，以减小摩擦阻力，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。
专题讨论：在上述实验中，如果没有刻度尺，能不能测出滑轮组机械效率？
教师点拔：可以，用进行计算。其中G为提升的物重，h为物体升高的高度，F为施加在绳子自由端的拉力，s为绳子自由端移动的距离，n为吊起动滑轮绳子的段数。
若不考虑摩擦和绳重，滑轮组机械效率可变为：。
5.提高机械效率的方法
（1）额外功是使用机械时因为要克服摩擦、自重等原因，并非需要但不得不做的功，所以减小摩擦、减小机械自重可以提高机械效率。
具体做法：经常保养，加注润滑油以减小摩擦；合理设计、改进机械结构，用密度较小的材料制造机械等，以减小机械自重。
（2）对于同一机械，可以设法增大有用功来提高机械效率。如滑轮组可以通过增加提升重物的重力来增加有用功在总功中的比例。
示例：关于机械效率的说法，正确的是( )
A.机械效率越高的机械做的有用功多
B.机械效率越高的机械越省力
C.机械效率越高的机械越省功
D.有用功占总功的比例越大的机械，机械效率越高
答案：D
课堂小结
1．测量滑轮组的机械效率
实验注意事项：
（1）实验中,匀速缓慢拉动弹簧测力计，可以使滑轮组整体处于平衡状态，拉力大小才能保持不变，同时便于读出拉力大小。
（2）用同一滑轮组提升相同的重物，滑轮组的机械效率与重物被提升的高度无关。当升高高度增加时，有用功增加，总功也按比例增加，从而使有用功在总功中的比例不变。理论推导如下：。
2．提高滑轮组的机械效率
（1）有关因素：被提物体的重量，G越大,机械效率越高；滑轮自重,滑轮组如果越多，虽然省力但是无用功多，机械效率越低；绳与滑轮之间的摩擦。
（2）无关因素：绕线方式；物体被提高的距离；提物体的速度。
当堂达标
1. 某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，如图所示，并测算了各次实验装置的机械效率。关于他的实验过程，下列说法中不正确的是（　　）
① ② ③
A．由①②可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B．由②③可知：同一滑轮组提起物重越大，机械效率越低
C．在①实验中，应匀速竖直向上拉动绳子
D．为使实验的结论更具可靠性，应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
答案：B
2. 要提高某机械的机械效率，应该（　　）
A．减小使用机械时动力所移动的距离
B．减小机械自身的重力和摩擦
C．减小总功
D．减小使用机械时动力
答案：B
3.用如图所示滑轮组竖直向上匀速提升重物，下列说法错误的是（　　）
A．提升重物时，重物的机械能增加
B．物重相同时，减轻动滑轮的重力，可以提高滑轮组机械效率
C．将同一重物提升不同高度时，绳子拉力所做功相同
D．用相同的拉力以不同速度提升同一重物时，拉力做功功率不同
答案：C
4. 在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，不计绳重及摩擦，改变钩码的数量，正确操作后，记录的实验数据如下表所示
实验序号
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
①
1.0
20
0.7
40
②
2.0
20
1.2
40
③
3.0
20
1.7
40
（1）第①次实验时，测得动滑轮的机械效率为 %。（结果保留一位小数）
（2）第②次实验时，若钩码静止，拉力F的大小会 （选填“大于”“小于”或“等于”）1.2N。
（3）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
答案：71.4 小于 增大
板书设计
1.实验探究：滑轮组的机械效率
（1）原理：
（2）结论：同一滑轮组，载重越大，机械效率越大；相同载重的情况下，动滑轮重力越小，机械效率越高；减小机件间的摩擦可以提高机械效率。
2．提高机械效率的方法
增大有用功，减小额外功。
第三课时 习题课
教学过程
题型一 有关滑轮组机械效率的计算及实验
例1 如图所示，滑轮组在竖直向上的拉力F=50 N作用下，将重为120 N的物体匀速提起在10 s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。
（1）计算物体上升的速度；
（2）计算滑轮组提升该重物时的机械效率；
（3）若克服绳重和摩擦做的额外功为10 J，求动滑轮的重。
解析：（1）由题图知，承担物重的绳子股数n=3，拉力端移动距离s=3h，可求物体上升的高度，再利用速度公式求物体上升的速度； （2）利用求拉力做的有用功，利用求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比； （3）拉力做的额外功，知道克服绳重和摩擦做的额外功为10 J，可求克服动滑轮重力做的的额外功，再利用求动滑轮的重力。
解：（1）由题图知，承担物重的绳子股数n=3，拉力端移动的距离s=3h，
则物体上升的高度：，
物体上升的速度：；
（2）拉力做的有用功：，
拉力做的总功：，
滑轮组的机械效率：；
（3）所做的额外功，
若克服绳重和摩擦做的额外功为10J，则克服动滑轮重力做的额外功：
，
由可得动滑轮的重力：。
注意：本题中额外功包括克服动滑轮重力做的额外功和克服动滑轮重力做的额外功两部分。
【跟进训练】
1.如图所示的滑轮组中，动滑轮重1 N，小强用6 N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10 N的物体，物体沿竖直方向上升0.4 m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ C ）
A．0.4 J　83.3% B．0.8 J　91.7%
C．0.8 J　83.3% D．0.4 J　91.7%
2.如图所示，当水平拉力F＝50 N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200 N，所受地面的摩擦力约为80 N，假如在5 s时间内，物体水平移动了0.6 m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中( C )
A.拉力F做功为30 J
B.物体重力做功为120 J
C.拉力F做功的功率为12 W
D.该装置的机械效率约为60%
3.在“探究滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下。
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.05
1.0
0.15
66.7%
2
4
0.05
1.7
0.15
78.4%
3
6
0.05
①
0.15
②
（1）实验中要竖直向上 匀速缓慢 拉动弹簧测力计，使钩码升高。
（2）表格中编号①处数据应为 2.4 ，编号②处数据应为 83.3% 。
（3）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与 所提物体受到的重力有关。
（4）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
题型二 有关斜面、杠杆机械效率的计算及测量
例2 在斜面上将一个质量为0.4 kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端（如图所示），所用时间为4 s，斜面长s=1 m、高h=0.2 m，该斜面的机械效率为80%。（g取10N/kg）求：
（1）物体受到的重力；
（2）拉力所做的有用功；
（3）拉力所做的总功和总功率；
（4）物体在斜面上受到的摩擦力。
解析：⑴已知物体的质量，由公式可计算物体的重力。⑵用斜面提升物体时，克服物重所做的功为有用功，由公式可算出其大小。⑶利用公式的导出式可算出总功；由公式可算出拉力的功率。⑷由可推知，据此可计算额外功；因为额外功是克服斜面对物体的摩擦力所做的功，所以由公式的导出式，可计算出摩擦力大小。
解：（1）物体重力：；
（2）使用斜面做的有用功：；
（3）由得，拉力做的总功：，
拉力做功功率：；
因为，所以额外功
，
由得摩擦力：。
【跟进训练】
1.将一个重为4.5 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2 m，高0.4 m，斜面对物体的摩擦力为0.3 N（物体大小可忽略）。则下列说法正确的是（ D ）
A．沿斜面向上的拉力0.3 N
B．有用功0.36 J，机械效率20%
C．有用功1.8 J，机械效率20%
D．总功2.16 J，机械效率83.3%
2.如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在4 s时间内用100 N的力竖直向下压动摇臂1 m，把1000 N的重物匀速抬高8 cm．则重物上升的速度为0.02 m/s，人做的功为 100 J，千斤顶的效率是 80 %．
3.小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示：
实验序号
斜面倾斜程度
物体重力G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力F/N
物体移动距离s/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
①
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
②
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
③
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50
1.55
（l）沿斜面拉动物体时，应使其做 匀速直线 运动．
（2）根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为 1.25 J，机械效率是 81% 。
（3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越 省力 。
（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下， 斜面越缓，机械效率越高 。
题型三 功、功率和机械效率的综合计算
例3 建筑工人用如图所示的滑轮组，在4 s内将重为1500 N的物体沿水平方向匀速移动2 m的过程中，所用的拉力大小为375 N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6 m
B．物体受到的拉力为750 N
C．拉力F的功率为750 W
D．滑轮组的机械效率为80%
解析：由题图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=2×2 m=4 m，故A选项错误；物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力FA=f =0.4G =0.4×1500N=600N，故B选项错误；拉力F做的功W总=Fs =375 N×4 m=1500 J，则拉力F的功率，故C选项错误；有用功，则滑轮组的机械效率，故D选项正确。
答案：D
【跟进训练】
1. 两个滑轮按图所示的方式组合，用5 N的拉力F拉动绳端，使物体在5 s内水平向左匀速滑动1 m，物体与地面间的摩擦力为9 N。下列选项正确的是（　D　）
A．A是定滑轮，B是动滑轮
B．拉力F做的功为5 J
C．拉力F的功率为1.8 W
D．滑轮组的机械效率为90%???
2. 小强用如图所示装置在10 s内将重为450 N的货物匀速提升2 m，此过程中拉力F的功率为120 W。
求：（1）提升装置所做的有用功；
（2）拉力F做的功；
（3）该滑轮组的机械效率。
解：（1）提升装置所做的有用功；
（2）根据可得拉力F做的功: ；
(3）滑轮组的机械效率：。
当堂达标
用如图所示的装置研究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是( )
A.弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
B.测量机械效率的原理是
C.机械效率与动滑轮重力的大小有关
D.提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现
答案：D
2. （多选）在斜面上将一个质量为5 kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40 N，斜面长2 m、高1 m。把重物直接提升h所做的功作为有用功（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B.做的有用功是50 J
C.此斜面的机械效率为62.5%
D.物体受到的摩擦力大小为10 N
答案：BC
3. 如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，弹簧测力计上升的高度s为0.2 m。物块重G为1.5 N，物块上升的高度h为0.3 m，则杠杆的机械效率为______%，使用该杠杆做额外功的一个原因是________。
答案：90 克服杠杆重力做功
4. 往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3 m长的斜面，把120 kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为________，若实际用力为500 N，斜面的机械效率为_________，重物受到的摩擦力为_________。（g取10N/kg）
答案：400 N 80% 100 N
5.小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验（如图所示），用同一滑轮组缓慢提升不同数量的钩码，记录数据如下表所示。
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
第1次
2
0.1
0.9
0.3
74%
第2次
4
0.1
1.6
0.3
83%
第3次
6
0.1
①
0.3
②
（1）观察图中测力计的示数，表格中①处的数值是_______；②处的数值是_______。
（2）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你提出以下三种提高效率的方法中，方法_______与本实验是同理的。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员；
方法二：汽车制造商用新材料减轻汽车质量；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑。
（3）小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度的倍数关系，于是他认为：钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率。小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了。你认为_________的看法是正确的。
答案：（1）2.3 87% （2）一 （3）小明
6. 如图是工人利用滑轮组提升重为810 N物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1 m/s，工人拉力F的功率为90 W，物体上升10 s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60 J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
解：（1）由题图可知，n=3，
绳端移动的速度：；
（2）根据可得，工人的拉力：
，
滑轮组的机械效率：；
（3）重物上升的高度：，
拉力做的有用功：，
拉力做的总功：,
提升动滑轮做的额外功：，
由可得，动滑轮的重：。
教学反思