Question

【題目】同學(xué)們共同研究滑輪和滑輪組的特點(diǎn)：

（1）他們研究定滑輪特點(diǎn)時(shí)，做的實(shí)驗(yàn)如甲圖所示，據(jù)此可證明：使用定滑輪 ；

（2）他們研究動(dòng)滑輪特點(diǎn)時(shí)，用動(dòng)滑輪勻速豎直提升重物，如乙圖所示．據(jù)此可知，使用動(dòng)滑輪 ．

（3）他們組裝了滑輪組，發(fā)現(xiàn)使用滑輪組提升重物時(shí)能省力，于是他們想：利用滑輪組提升重物能否省功呢？為此，他們進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)如丙圖所示．請(qǐng)根據(jù)丙圖信息．寫(xiě)出分析數(shù)據(jù)的具體過(guò)程，并回答他們的問(wèn)題．

Answer 1

【答案】（1）能改變動(dòng)力方向，但不能省力；

（2）能省力，但不能改變力的方向；

（3）提升物體所做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，使用滑輪組時(shí)所用拉力F=0.8N，

彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離S=30cm=0.3m，所做的總功W總=FS=0.8N×0.3m=0.24J．

經(jīng)比較W有用＜W總，所以使用輪組不能省功．

【解析】

試題分析：（1）觀察甲圖三次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與物重，可得出拉力與物重相等，但改變了用力的方向，給做功帶來(lái)了方便；

（2）觀察乙圖彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與物重，可得出拉力小于物重，即使用動(dòng)滑輪時(shí)省力；

（3）已知物重G、拉力F、物體升高的距離h，繩子移動(dòng)的距離S，繩子段數(shù)n，根據(jù)有用功公式和總功公式可求出所做的功進(jìn)行比較．

解：（1）從甲圖中可看出，三種拉力情況，每次拉力的方向都不相同．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷改變拉力的方向，

觀察測(cè)力計(jì)的示數(shù)都為1N，等于物重，可得出結(jié)論：定滑輪可以改變力的方向，但不省力．

（2）在圖乙中，拉力F=0.6N＜G=1N，故使用動(dòng)滑輪時(shí)省力．

（3）提升物體所做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，使用滑輪組時(shí)所用拉力F=0.8N，

彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離S=30cm=0.3m，所做的總功W總=FS=0.8N×0.3m=0.24J．

經(jīng)比較W有用＜W總，所以使用輪組不能省功．

故答案為：

（1）能改變動(dòng)力方向，但不能省力；

（2）能省力，但不能改變力的方向；

（3）提升物體所做的有用功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，使用滑輪組時(shí)所用拉力F=0.8N，

彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離S=30cm=0.3m，所做的總功W總=FS=0.8N×0.3m=0.24J．

經(jīng)比較W有用＜W總，所以使用輪組不能省功．