Question

在“探究滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中

（1）圖甲是同學(xué)們研究定滑輪特點(diǎn)時(shí)所做的實(shí)驗(yàn)，據(jù)此可證明：使用定滑輪

不能省力，能改變力的方向

．
（2）他們研究動(dòng)滑輪特點(diǎn)時(shí)，用圖乙所示的動(dòng)滑輪勻速豎直提升重物．由圖可知，使用動(dòng)滑輪

能省力，不能改變力的方向

．
（3）最后，他們組裝了如圖丙所示的滑輪組，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，他們采用圖丙的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．根據(jù)丙圖信息可得，利用該滑輪組提升物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為

83.3%

，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須沿豎直方向

勻速

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．分析比較克服物體重力所做的功和利用滑輪組所做功的大小，可得到的結(jié)論是：

使用滑輪組（機(jī)械）不能省功．

．

Answer 1

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機(jī)械效率；
勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，手對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)向上的拉力與繩子自由端彈簧測(cè)力計(jì)向下的拉力與是一對(duì)平衡力，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于繩子自由受到的拉力．
功的原理：使用任何機(jī)械都不省功．

解答：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，測(cè)力計(jì)的示數(shù)都為1N，等于物重，可得出結(jié)論：使用定滑輪不省力，但可以改變力的方向．
（2）從圖乙中看出，拉力F=0.6N＜G=1N，故使用動(dòng)滑輪時(shí)省力，但不能改變力的方向．
（3）從丙圖中得到：提升物體所做的有用功W_有用=G_物h=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；
其機(jī)械效率η=

W有用

W總

=

0.2J

0.24J

=83.3%．
實(shí)驗(yàn)時(shí)必須沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于繩子自由受到的拉力．
故答案為：
（1）不能省力，能改變力的方向； （2）能省力，不能改變力的方向；（3）83.3%；勻速；使用滑輪組（機(jī)械）不能省功．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)、以及使用滑輪組不省功的原理，是一道實(shí)驗(yàn)題．