10. 小明同学做探究滑轮组机械效率的实验时，用如图所示的甲、乙两滑轮组提升同一重物。若物重为120 N，每个动滑轮重20 N，摩擦及绳重不计。
(1)通过计算比较甲、乙两滑轮组的机械效率。
(2)若甲挂的重物为180 N，它的机械效率为多少？
(3)通过计算你发现了什么规律？

解：
(1) 摩擦及绳重不计，滑轮组的机械效率可推导为：
$\eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{Gh}{Gh + G_{\mathrm{动}}h} × 100\% = \frac{G}{G+G_{\mathrm{动}}} × 100\%$
甲滑轮组有1个动滑轮，动滑轮总重$G_{\mathrm{动甲}}=20\ \mathrm{N}$，代入$G=120\ \mathrm{N}$：
$\eta_{\mathrm{甲}} = \frac{120\ \mathrm{N}}{120\ \mathrm{N} + 20\ \mathrm{N}} × 100\% \approx 85.7\%$
乙滑轮组有2个动滑轮，动滑轮总重$G_{\mathrm{动乙}}=2×20\ \mathrm{N}=40\ \mathrm{N}$：
$\eta_{\mathrm{乙}} = \frac{120\ \mathrm{N}}{120\ \mathrm{N} + 40\ \mathrm{N}} × 100\% = 75\%$
可得$\eta_{\mathrm{甲}}＞\eta_{\mathrm{乙}}$，甲滑轮组的机械效率更高。
(2) 甲滑轮组提升物重$G'=180\ \mathrm{N}$时，动滑轮总重不变：
$\eta_{\mathrm{甲}}' = \frac{G'}{G'+G_{\mathrm{动甲}}} × 100\% = \frac{180\ \mathrm{N}}{180\ \mathrm{N} + 20\ \mathrm{N}} × 100\% = 90\%$
(3) 得到的规律：
① 提升同一重物时，滑轮组动滑轮总重越大，机械效率越低；
② 同一滑轮组（动滑轮总重不变），提升的物重越大，机械效率越高。
答：(1) 甲的机械效率约为85.7%，乙的机械效率为75%，甲的机械效率更高；(2) 此时甲的机械效率为90%；(3) 规律如上所述。