升國旗的時候，旗手慢慢地拽著細繩，國旗緩緩上升，這是什麼原理可以讓旗手站在地上就可以讓國旗升起來？

古埃及金字塔到底是怎麼建成的？一塊磚頭又大又重，還要抬到那麼高的地方，到底是什麼機械才能實現？

這節課張老師就來給學生們講講滑輪組和機械效率的知識，這樣我們就可以具體瞭解上面的問題了。

首先介紹一下

定滑輪

，顧名思義，定滑輪是位置固定不動的滑輪。它相當於上節課我們所講的等臂槓桿，因為是等臂槓桿，所以它既不能省力又不能省距離，但可以改變力的方向。

定滑輪圓心可以看成支點，圓心到兩條線的距離可以看成半徑，因為半徑是相等，所以定滑輪是等臂槓桿。

所以，把定滑輪安裝在旗杆頂端，旗手就可以在地面上將國旗升起，這就是改變方向的好處。

然後介紹一下

動滑輪

，動滑輪就是位置變動的滑輪。它可以看成一個省力槓桿，省力但是費距離，而且還不能改變力的方向。

動滑輪和一端固定的線接觸點可以看成是支點，支點到圓心的距離是阻力臂，另一條線到支點的距離是動力臂，因為動力臂是阻力臂的二倍，所以動滑輪可以省一半力。

但是同學們要記住的是，我們使用機械可以省力，也可以省距離，但是不可能既省力又省距離，也就是不可能省功。

使用任何機械都不省功，這就是

功的原理

。

但是我們可以把定滑輪和動滑輪組裝起來成為滑輪組，滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向。

在這裡我先給大家介紹一下

有用功、額外功和總功

的概念。

比如說古代把繩栓木桶上然後放到井裡去打水，在拎上來的過程中，對水做的功是有用功，對桶做的功就是額外功，而人做的功就是總功。

可見，

總功＝有用功+額外功

，而且我們把有用功和總功的比值叫做該機械的機械效率。

這個機械效率是衡量一個機械效能的指標，它和功率一點關係都沒有。

如果想提升機械效率，那麼可以增加有用功，也可以減少額外功。

這塊也有一個

“探究滑輪組機械效率”

的實驗，一般會給一個表格，求出鉤碼的重力和彈簧測力計的拉力，然後用刻度尺求出鉤碼上升的距離和彈簧測力計移動的距離，然後計算出有用功和總功，最後求出機械效率。

實驗中不能只測量一組資料，應該增加鉤碼，再測量三組資料，這樣才可以探究出機械效率和有用功的關係。

也可以換用不同重量的動滑輪然後掛上相同質量的鉤碼，這樣可以探究機械效率和額外功的關係。

一般情況下，只要是有用功和額外功確定了，那麼機械效率就確定了，和滑輪組繩子的段數是沒有關係的。

滑輪組繩子的段數怎麼確定呢？

就看動滑輪上端接觸了幾根繩子，那麼滑輪組繩子的段數就是幾根。

滑輪組這塊有三個基本公式，同學們一定要記牢。

第一個，

受力分析公式。

對動滑輪受力分析就可得到，不同滑輪組不一樣，所以咱們不用死記硬背固定的公式，只要會受力分析方法即可。

第二個，

距離公式

。滑輪組自由端（拉繩子那段）移動的距離是物體上升距離的n倍，其中n為繩子段數。

第三個，

速度公式。

滑輪組自由端移動的速度是物體上升距離的n倍，其中n為繩子段數。

這塊是

中考

計算題經常愛考的一個點，所以同學們一定要把滑輪組的計算公式運用靈活。

現在我們就可以解釋金字塔是怎麼搭建上去的原因了，因為古埃及人使用了槓桿和滑輪這些機械，所以他們可以輕鬆地把又大又重的磚抬到高處。

以上就是我總結的關於滑輪組和機械效率的考點，你看懂了嗎？

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