Question

同學(xué)們共同研究滑輪和滑輪組的特點：

（1）他們研究定滑輪特點時，做的實驗如甲圖所示，據(jù)此可證明：使用定滑輪

能改變動力方向，但不能省力

；
（2）他們研究動滑輪特點時，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，但不能改變力的方向

．
（3）他們組裝了滑輪組，發(fā)現(xiàn)使用滑輪組提升重物時能省力，于是他們想：利用滑輪組提升重物能否省功呢？為此，他們進行的實驗如丙圖所示．請根據(jù)丙圖信息．寫出分析數(shù)據(jù)的具體過程，并回答他們的問題．

Answer 1

分析：（1）觀察甲圖三次彈簧測力計示數(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示數(shù)與物重，可得出拉力小于物重，即使用動滑輪時省力；
（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所做的功進行比較．

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．在實驗過程中不斷改變拉力的方向，
觀察測力計的示數(shù)都為1N，等于物重，可得出結(jié)論：定滑輪可以改變力的方向，但不省力．
（2）在圖乙中，拉力F=0.6N＜G=1N，故使用動滑輪時省力．
（3）提升物體所做的有用功W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，使用滑輪組時所用拉力F=0.8N，
彈簧測力計移動距離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）能改變動力方向，但不能省力；
（2）能省力，但不能改變力的方向；
（3）提升物體所做的有用功W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，使用滑輪組時所用拉力F=0.8N，
彈簧測力計移動距離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．

點評：此題考查了定滑輪和動滑輪的特點、以及使用滑輪組不省功的原理，是一道較簡單的實驗題．