Question

20．（1）如圖甲所示，用彈簧測力計將直接重2N的鉤碼緩慢地提升0.5m的高度，此過程中拉力所做的功為1J．
（2）如圖乙，用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，此時測力計的示數為1.2N，則此過程中拉力做了1.2J的功，圖乙中此動滑輪工作的機械效率為83.3%；
（3）比較圖甲和圖乙，試說明：使用動滑輪能否省功，為什么？

Answer 1

分析 （1）用彈簧測力計直接將重2N的鉤碼緩慢地提升0.5m的高度，此過程中拉力所做的功就是克服重力所做的功，利用W=Gh計算即可；
（2）根據動滑輪工作特點，求出繩子自由端移動的距離，利用W=Gh和W=Fs分別求出有用功和總功，然后利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計算此動滑輪工作的機械效率；
（3）功的原理：使用任何機械都不能省功．

解答 解：（1）由題意可知，拉力所做的功就是克服鉤碼重力所做的功：
W=Gh=2N×0.5m=1J；
（2）用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，
有用功：
W_有用=W=1J，
繩子自由端移動的距離s=2h=2×0.5m=1m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=1.2N×1m=1.2J；
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1J}{1.2J}$×100%≈83.3%．
（3）根據功的原理可知，使用動滑輪不能省功．
故答案為：（1）1；（2）1.2；83.3%；（3）不能；因為使用任何機械都不能省功．

點評 本題考查功的原理、功和機械效率的計算，使用任何機械都不能省功，但可以省力或省距離．