师：同学们，今天我们学习第十一章简单机械和功第五节机械效率第二课时。从能量角度看，使用机械做有用功和额外功都要消耗能量，机械效率越高，能量利用效率越高，更多能量用于做有用功。我们希望能量利用效率尽可能高，所以要提升机械效率，这就需搞清楚影响机械效率高低的因素。

　　接下来以动滑轮为例研究。同学们，你们认为影响动滑轮机械效率高低的因素有哪些？

　　生：有的认为与动滑轮重力大小有关，有的认为与被提升物体重力大小有关，有的认为与绳子重力大小有关，还有的认为与摩擦等因素有关。

　　师：那如何设计实验探究呢？实验前，明确几个问题：一、实验目的是探究影响动滑轮机械效率的因素；二、实验原理是机械效率的定义式；三、实验器材主要有滑轮、细线、钩码、尺子、弹簧测力计等；四、实验需运用控制变量法。针对实验目的和内容，大家能设计记录数据的表格吗？我们来看某位同学设计的表格，需记录被提升重物重力、重物升高高度、绳子自由端拉力、绳子自由端移动距离、动滑轮重力大小以及每次实验动滑轮机械效率大小。下面观看一段实验视频，了解实验具体过程。

　　实验器材有背景板，背景板上贴有白色线条，相邻线条间隔均为10厘米。还有弹簧测力计、质量为50克的钩码两枚、质量较大的钩码一枚、两个质量不等的滑轮。下面开始实验：选用一个质量为50克的钩码，其重力为0.5牛顿。将细线绕过滑轮，把该钩码挂在滑轮下方挂钩上，用弹簧测力计挂住绳子自由端，将钩码缓缓提升10厘米，读取弹簧测力计示数为0.5牛顿，此过程中绳子自由端升高距离为20厘米。

　　再增加一个钩码，用该动滑轮提升两个钩码，两个钩码总重力为1牛顿。再次用该动滑轮将两个钩码提升10厘米，读取弹簧测力计匀速提升所需拉力大小为0.7牛顿，绳子自由端升高距离同样是20厘米。

　　选用重力大小为2牛顿的大钩码，挂在动滑轮挂钩上，用弹簧测力计勾住绳子自由端，将其缓缓提升10厘米，读取弹簧测力计示数为1.3牛顿。刚刚实验所用动滑轮挂在弹簧测力计挂钩上，其重力大小约为0.4牛顿。

　　接下来换一个轻质滑轮，重力大小约为0.1牛顿。细线绕过该轻质滑轮，将重为2牛顿的大钩码挂在其挂钩上，用弹簧测力计挂钩钩住绳子自由端，匀速提升重为2牛顿的钩码，使其升高10厘米，记录所需施加拉力大小约为1.1牛顿，绳子自由端升高高度为20厘米。

　　将实验采集的数据记录在表格中，处理分析数据能得到什么结论？

　　生：由1、2、3次实验数据可得，动滑轮机械效率高低与动滑轮所提升物体重力大小有关，被提升物体越重，动滑轮机械效率越高；由3、4次实验数据可得，动滑轮机械效率高低与动滑轮所受重力大小有关，动滑轮越重，动滑轮机械效率越低。

　　师：大家认为影响动滑轮机械效率高低还有哪些因素呢？与绳子重力、摩擦是否有关？科学研究发现，使用动滑轮时，绳子重力和摩擦也会影响动滑轮机械效率，因为这两个因素会导致做更多额外功。为提高动滑轮工作时的机械效率，应尽可能选用轻质绳索，并减小不必要的摩擦。

　　同学们，我们知道了影响动滑轮机械效率高低的因素，那影响定滑轮机械效率高低的因素有哪些呢？

　　生：可以借鉴动滑轮探究经验，减小不必要的摩擦、减轻绳重、增大被提升物体重力，都可提高定滑轮机械效率，而定滑轮自身重力大小不影响其机械效率，因为提升物体时定滑轮位置固定，无需提升定滑轮做额外功。

　　师：那滑轮组机械效率高低又与哪些因素有关呢？

　　生：科学研究发现，定滑轮和动滑轮组成的滑轮组的机械效率与定滑轮、动滑轮机械效率的影响因素都有关系。若想提升滑轮组机械效率，可以尽可能减轻绳重、减轻动滑轮重、减小不必要的摩擦，并且尽可能增大被提升物体的重。

　　师：接下来看几道典型例题。

　　一、某同学测量滑轮组机械效率的实验装置如图所示。实验时把重7.2牛顿的物体吊在滑轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体上升高度和绳端移动距离分别为0.1米和0.3米。图示弹簧测力计的示数为多少？滑轮组机械效率为多高？如果用此滑轮组提升另一重为10牛顿的物体，它的机械效率如何变化？由图示可知，弹簧测力计示数为3牛顿。要求解机械效率，需先求解有用功和总功。有用功大小等于被提升物体重力乘以物体升高高度，即7.2牛顿×0.1米 = 0.72焦耳。总功大小等于绳子自由端所受拉力乘以绳端移动距离，即3牛顿×0.3米 = 0.9焦耳。根据机械效率计算公式，可得机械效率为80%。由于滑轮组提升物体重力增加，所以该滑轮组机械效率将变大。