Question

16．（1）小明研究定滑輪特點(diǎn)時(shí)，做的實(shí)驗(yàn)如甲圖所示，據(jù)此可知：使用定滑輪不能省力，能改變力的方向．
（2）小明研究動滑輪特點(diǎn)時(shí)，用動滑輪勻速豎直提升重物，如乙圖所示．據(jù)此可知：使用動滑輪能省力，不能改變力的方向．

（3）小明組裝了滑輪組，發(fā)現(xiàn)使用滑輪組提升重物時(shí)能省力．于是小明想：利用滑輪組提升重物能否省功呢？為此，小明進(jìn)行了如丙圖所示的實(shí)驗(yàn)．
請根據(jù)丙圖信息．寫出分析數(shù)據(jù)的具體過程，并回答小明的問題．結(jié)論：使用滑輪組不能省功．

Answer 1

分析 （1）觀察甲圖三次彈簧測力計(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）觀察乙圖彈簧測力計(jì)示數(shù)與物重，可得出拉力小于物重，即使用動滑輪時(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)動時(shí)，手對彈簧測力計(jì)向上的拉力與繩子自由端彈簧測力計(jì)向下的拉力與是一對平衡力，則彈簧測力計(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，彈簧測力計(jì)移動距離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）不能省力，能改變力的方向； （2）能省力，不能改變力的方向；（3）使用滑輪組不能省功．

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