
(2013?杨浦区三模)小王同学学习了动滑轮知识后认识到,使用动滑轮能省一半力但费一倍距离.于是他猜想:利用动滑轮做功和不用动滑轮直接对物体做功应该相等.他为了验证自己的猜想是否正确,他选用不同的动滑轮进行实验.如图所示,他用弹簧秤称出钩码受到的重力G.再利用动滑轮,竖直向上拉弹簧秤使钩码匀速上升一段高度,从弹簧秤读出拉力F的大小.用刻度尺分别量出钩码上升的高度h和弹簧秤秤钩移动的距离s.小王把实验结果记录在表一、表二中.
表一(甲滑轮G
0=1牛)
实验 序号 |
重力G (牛) |
拉力F (牛) |
重物上升 距离h (米) |
绳自由端上升 距离s(米) |
直接提起重物 做功WG(焦) |
拉力通过动滑轮 做功WF(焦) |
1 |
4 |
2.5 |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
0.5 |
2 |
4 |
2.5 |
0.2 |
0.4 |
0.8 |
1.0 |
3 |
4 |
2.5 |
0.3 |
0.6 |
1.2 |
1.5 |
4 |
10 |
5.5 |
0.1 |
0.2 |
1 |
1.1 |
5 |
20 |
10.5 |
0.1 |
0.2 |
2 |
2.1 |
表二(甲滑轮G
0=2牛)
实验 序号 |
重力G (牛) |
拉力F (牛) |
重物上升 距离h (米) |
绳自由端上升 距离s(米) |
直接提起重物 做功WG(焦) |
拉力通过动滑轮 做功WF(焦) |
6 |
4 |
3 |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
7 |
4 |
3 |
0.2 |
0.4 |
0.8 |
1.2 |
8 |
4 |
3 |
0.3 |
0.6 |
1.2 |
1.8 |
9 |
10 |
6 |
0.1 |
0.2 |
1 |
1.2 |
10 |
20 |
11 |
0.1 |
0.2 |
2 |
2.2 |
①实验结果表明:如果对重物做同样的功,利用动滑轮做功
大于
大于
不用动滑轮直接对物体做功(选填“大于”、“等于”或“小于”).
②他进一步对表格中的数据进行计算发现:如果对重物做同样的功,直接提起重物做功W
G(焦)与拉力通过动滑轮做功W
F(焦)之间的比例(比值)有一定规律,而且这个比例的大小与滑轮的重和物体的重有一定关系.请你帮他分析规律.
(a) 分析表一或表二中1、2、3(或6、7、8)的相关数据可得:
用同一滑轮对同一重物做同样的功,WG与WF的比值是一个定值,且等于物重与重物和滑轮重力和的比值
用同一滑轮对同一重物做同样的功,WG与WF的比值是一个定值,且等于物重与重物和滑轮重力和的比值
;
(b) 分析表一或表二中1、4、5(或6、9、10)的相关数据可得:
用同一滑轮对不同重物做同样的功,物重的重力越大,WG与WF的比值越大
用同一滑轮对不同重物做同样的功,物重的重力越大,WG与WF的比值越大
;
(c) 分析表一和表二中1、2、3和6、7、8(或4和9,或5和10)的相关数据可得:
用不同滑轮对相同重物做同样的功,滑轮的重力越大,WG与WF的比值越小
用不同滑轮对相同重物做同样的功,滑轮的重力越大,WG与WF的比值越小
;
小王同学在实验的基础上进行推理:当
滑轮重力相对于物重可以忽略不计
滑轮重力相对于物重可以忽略不计
时,利用动滑轮做功和不用动滑轮直接对物体做功相等.