师：今天我们一起学习机械效率的第二课时。在学习新内容之前，先对上节课所学知识进行简单复习。上节课我们介绍了有用功、额外功和总功的概念。有用功是对我们有用的功；额外功是对我们无用但又不得不做的功；总功是有用功与额外功的总和，即(W_{总}=W_{有}+W_{额})。机械效率是有用功与总功的比值，用字母(\eta)表示，(\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}\times100%=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}}\times100%) 。
需要注意的是，任何机械的机械效率都一定小于(100%)，达不到(100%)，更不可能超过(100%)。同时，机械效率仅表示有用功与总功的比值，与机械是否省力或费力无关，与机械的做功快慢（功率）也无关。
接下来开始今天的学习——如何测量滑轮组的机械效率。在使用滑轮组将钩码提升至一定高度的情境中，要测量滑轮组在使用过程中的机械效率，就得思考使用滑轮组提升物体时的有用功、额外功、总功分别是什么。
先思考有用功，我们的目的是将物体提升至一定高度，所以在此情境下，克服钩码重力所做的功就是有用功。
再思考额外功的构成。因为使用滑轮组提升重物，物体被提升时，动滑轮也会被提升相同高度，克服动滑轮自重所做的功不符合我们提升物体的目的，所以是额外功。而且绳有自重，虽重量小，但实际也要克服绳自重做功，在重型机械的滑轮组中，若使用钢丝绳，其重量不可忽视。除此之外，还要考虑绳与滑轮间、滑轮与轴间的摩擦力，克服这些摩擦力所做的功不符合根本目的，也是不得不做的功，所以也是额外功。因此，在竖直方向上使用滑轮组提升物体，额外功主要由三部分组成：一是克服动滑轮自重做功；二是克服绳重做功；三是克服绳与滑轮之间、滑轮与轴之间的摩擦力做功。通常主要考虑第一点，后两点相对较小，有时计算会忽略不计。
接着看总功部分，总功等于有用功与额外功之和。有用功好用实验测量，但额外功中的绳重部分以及克服摩擦做功部分，用实验很难测量，所以我们不通过测额外功再求总和的方式来求总功，而是直接求总功。在这个情境中，人对滑轮自由绳端的拉力做的功就是总功。
现在考虑用实验方法测量滑轮组的机械效率。在上述因素中，哪些量容易测量呢？很明显，物重和人的拉力用弹簧测力计就可轻松测量。用弹簧测力计测量物重和拉力后，借助刻度尺就能测量物体上升的高度以及绳自由端上升的高度，进而计算出有用功和总功的大小，也就可以算出机械效率。所以这个实验所需测量器材是弹簧测力计，用来测物重和拉力；还有刻度尺，用来测物体上升高度和绳自由端上升高度。
根据需要测量和计算的物理量，我们设计这样一个表格，白色数据栏是需测量的物理量，红色是需计算的物理量。但在正式测量前，有个问题要解决：弹簧测力计应该在静止时读数，还是在缓慢匀速拉动时读数呢？大家暂停视频思考一下。
其实，应该在缓慢匀速拉动时读数，因为静止时和拉动时摩擦力有区别，要按照滑轮组实际使用情况测量，就应在缓慢匀速拉动时读数。接下来看这个实验。
机械效率是表征机械性能的重要指标，我们通过实验测量滑轮组的机械效率。用细绳将两个滑轮组装成滑轮组提升钩码，根据机械效率公式(\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}})，有用功为提升钩码所做的功，等于钩码重力与钩码上升高度的乘积；总功为绳端拉力对滑轮组做的功，等于绳端拉力与绳端移动距离的乘积。所以，可以用弹簧测力计测量钩码重力和绳自由端拉力，用刻度尺测量钩码上升高度和绳端移动距离，从而间接测量滑轮组的机械效率。
用已调零的弹簧测力计测量两个钩码所受重力，弹簧测力计读数为(1)牛，将数据记录在表格中。把这两个钩码挂在滑轮组下端，细绳另一端挂在弹簧测力计挂钩上，记下钩码和绳端初始位置，匀速缓慢竖直向上拉动弹簧测力计使钩码升高，读出拉力(F_{1})的值为(0.45)牛，记下钩码和绳端末位置，用刻度尺测量出钩码上升高度(h_{1})为(0.044)米，绳端移动距离(s_{1})为(0.131)米，将数据记录在表格中。
用弹簧测力计测量三个钩码所受重力，弹簧测力计读数为(1.5)牛。把这三个钩码挂在滑轮组下端，记下钩码和绳端初始位置，匀速缓慢竖直向上拉动弹簧测力计，读出拉力(F_{2})的值为(0.65)牛，记下钩码和绳端末位置，用刻度尺测量出钩码上升高度(h_{2})为(0.055)米，绳端移动距离(s_{2})为(0.164)米，将数据记录在表格中。
用弹簧测力计测量四个钩码所受重力，弹簧测力计读数为(2)牛。把四个钩码挂在滑轮组下端，记下钩码和绳端初始位置，匀速缓慢竖直向上拉动弹簧测力计，读出拉力(F_{3})的值为(0.8)牛，记下钩码和绳端末位置，用刻度尺测量出钩码上升高度(h_{3})为(0.035)米，绳端移动距离(s_{3})为(0.11)米，将数据记录在表格中。
根据数据分别计算出三次有用功和总功，从而算出机械效率分别为(74.6%)、(77.4%)和(79.5%)。从数据中可发现，用同一个滑轮组提升不同重物，重物越重，机械效率越高。
从实验可得出结论：对于同一个滑轮组，物体越重，机械效率越高。原理是在额外功几乎不变的情况下，增大物重，使有用功增大，从而使有用功在总功中所占比值变大，机械效率变高。换个思路，如果物重不变，减轻动滑轮自重来减少额外功，同样可使机械效率变高。所以还有个结论：重物相同，动滑轮越轻，机械效率越高。