滑轮组的最大机械效率问题例析

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机械效率是学生学习的重点和难点，它把《简单机械》和《功》这两章内容紧密地联系起来，综合性较强，由于滑轮组的最大机械效率问题涉及的知识综合、考查的能力全面，所以常和电功率一起考查，以综合计算题作为压轴题交替出现在中考试卷上，为了让同学们在中考中能顺利地解决这类问题，现就几例揭示其奥妙。
例1.如图1所示，小型牵车通过滑轮组匀速打捞起井中的物体，已知物体重1.2×103　N，密度为1.6×103　kg/m3，测得物体全部浸没在水中时牵引车的拉力为250　N。（不计绳重和摩擦，g取10　N/kg）求：
（1）物体全部浸没在水中时滑轮组的机械效率；
（2）将物体匀速拉至井口的过程中滑轮组的最大机械效率。
分析：问题（1）只要先求出物体体积再求出浮力，然后求出做有用功的拉力就可以求出机械效率了。主要是问题（2）如何确定滑轮组的最大机械效率。由于滑轮组的机械效率随物重（本题中指机械做有用功的拉力）增大而提高，物体离开水面时拉力最大，机械效率就最大。如何求出离开水面车子的拉力呢？这就需要我们先根据物体全部浸没在水中时的拉力，求出动滑轮的重力。再根据F=■（G+G动）求出物体离开水面时拉力F′，继而求出最大机械效率。