Question

16．某小組的同學在物理課上研究動滑輪的使用特點時，老師提醒同學們要正確分析現象和數據得出對應的結論．
（1）小涵想知道在動滑輪中繩子兩端的拉力是否相等？于是小涵在動滑輪左側的繩端也掛了一個彈簧測力計，接下來小涵應該如何實驗才能得出結論？
（2）實驗中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計．觀察圖中信息，小涵發現與老師說的動滑輪可以省一半的力的結論不相符，主要原因是：沒有考慮動滑輪的重力及沒有考慮繩和輪之間的摩擦．
（3）小涵還想繼續探究使用動滑輪時的做功情況，看一看使用動滑輪能否省功．問小涵還需要測量什么？比較什么？從而得出結論．

Answer 1

分析 （1）根據實驗目的：研究動滑輪中繩子兩端的拉力是否相等，確定實驗步驟并進行比較；
（2）勻速直線運動時，手對彈簧測力計向上的拉力與繩子自由端對彈簧測力計向下的拉力與是一對平衡力，則彈簧測力計的示數等于繩子自由受到的拉力；從動滑輪可以省一半的力的條件是不計動滑輪的重力和繩和輪之間的摩擦分析；
（3）根據實驗目的，比較有用功即直接提起重物做的功Gh和利用機械做的總功Fs，確定要測量的量．

解答 解：（1）因要研究動滑輪的使用特點，小涵想知道在動滑輪中繩子兩端的拉力是否相，故應拉動右側的彈簧測力計，讀出兩個測力計的示數，進行比較；
（2）實驗中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，此時，彈簧測力計的示數才等于繩子自由受到的拉力
動滑輪可以省一半的力的條件是不計動滑輪的重力和繩和輪之間的摩擦，但因實際中，動滑輪自身有重力，且繩和輪之間有摩擦，故小涵發現與老師說的動滑輪可以省一半的力的結論不相符，主要原因是：沒有考慮動滑輪的重力和沒有考慮繩和輪之間的摩擦；
（3）小涵還想繼續探究使用動滑輪時的做功情況，看一看使用動滑輪能否省功，據此要測量比較有用功即直接提起重物做的功Gh和利用機械做的總功Fs，故還要測量物體上升的高度h，繩子自由端移動s的距離，比較Gh和Fs的關系．
故答案為：（1）拉動右側的彈簧測力計，讀出兩個測力計的示數，進行比較；
（2）勻速豎直向上；沒有考慮動滑輪的重力及沒有考慮繩和輪之間的摩擦；
（3）需要測量：物體上升的高度h，繩子自由端移動s的距離，比較Gh和Fs大小得出結論．

點評 本題研究動滑輪的使用特點，考查實驗步驟、注意事項、動滑輪可以省一半的力的條件，同時也探究使用動滑輪時能否省功的操作步驟．