Question

學習了功的知識后，章瑩和愛萍同學就“人們為什么要使用簡單機械”進行了討論、她們想：使用機械有時可以省力，有時能夠省距離，那么使用機械可不可以省功呢？帶著這個問題，她們去問老師、老師卻給她們提供了一根細線、一段繩子及動滑輪、鐵塊、鐵架臺各一只，要她們自己去驗證、以下是她們的探究過程，請幫助她們完成下面的填空、
（1）老師少給了她們一樣必要的器材，這件器材是

彈簧測力計

．
（2）她們用細線系住鐵塊，并用向老師要來的器材測出鐵塊的

重力

．
（3）用手直接將鐵塊豎直向上勻速提升20cm，求出這次對鐵塊所做的功是W₁．
（4）再利用動滑輪將這個鐵塊也豎直向上勻速提升20cm，測出這時繩子自由端的拉力是1.5N、那么這次拉力所做的功W₂=

0.6

J．
（5）經過比較，她們發現W₂＞W₁，請你和她們一起分析造成W₂＞W₁的一種可能的原因是

必須克服動滑輪重及摩擦力做一些額外功

．
（6）她們將所得到結論告訴老師向老師求證，老師告訴她們，只要方法正確，無論用哪種機械進行實驗，都有這樣的規律：把同一物體勻速提升相同高度的條件下，使用機械時做的功大于直接用手對物體做的功、即“使用任何機械都

不能

省功”（填“能”或“不能”）．

Answer 1

分析：功等于力與物體在力的方向上移動的距離，所以求功一定用到測力的工具；而且若用動滑輪提升重物進行實驗，必須測出物體的重力和自由端的拉力；計算的一個功W₁為物體重力G乘以物體升高的高度h，另一個功W₂為繩子自由端的拉力F乘以自由端移動的距離s；因為有摩擦、滑輪重等原因，W₂的數值一般大于W₁的數值．

解答：解：（1）在探究使用機械可不可以省功問題時，若用動滑輪提升重物進行實驗，必須用彈簧測力計測出物體的重力和自由端的拉力；
故答案為：彈簧測力計．
（2）需要測出鐵塊的重力；
故答案為：重力
（4）繩子自由端移動的距離為s=20cm×2=40cm=0.4m，拉力做的功W₂=Fs=1.5N×0.4m=0.6J；
故答案為：0.6．
（5）用動滑輪提升鐵塊時，動滑輪也跟著鐵塊升高，所以要克服動滑輪重力做功，而且還要克服摩擦力做額外功，所以一定有W₂＞W₁；
故答案為：必須克服動滑輪重及摩擦力做一些額外功．
（6）把同一物體勻速提升相同高度的條件下，使用機械時做的功大于直接用手對物體做的功，所以使用任何機械都不能省功；
故答案為：不能．

點評：使用任何機械都不省功是指使用任何機械時對機械所做的功W₂不會少于機械對物體所做的功w₁，若忽略機械自重和摩擦，則有W₂=W₁，否則W₂一定大于W₁．