题目内容

5．学习了功的知识后，小章和小萍同学就“人们为什么要使用简单机械”进行了讨论．她们想：使用机械有时可以省力，有时能够省距离，那么使用机械可不可以省功呢？带着这个问题，她们去问老师，老师却给她们提供了一根细线、一段绳子、刻度尺及动滑轮、铁块、铁架台各一只，要她们自己去验证，以下是她们的探究过程，请帮助她们完成下面的填空．
（1）他们发现老师少给了她们一样器材，并再问老师要了来，这件器材是弹簧测力计．
（2）她们用细线系住铁块，并用向老师要来的器材测出铁块的重力．
（3）用手直接将铁块竖直向上匀速提升20cm，这次对铁块所做的功是W1．
（4）再利用动滑轮将这个铁块也竖直向上匀速提升20cm，测出这时绳子自由端的拉力是1.5N．那么这次拉力所做的功W2=0.6J．
（5）经过比较，她们发现W2＞W1，请你和她们一起分析造成W2＞W1的一种可能的原因是必须克服动滑轮重及摩擦力做一些额外功．
（6）她们将所得到结论告诉老师向老师求证，老师告诉她们，只要方法正确，无论用哪做的功大于直接用手对物体做的功，即使用任何机械都不能省功（填“能”或“不能”）．

分析 功等于力与物体在力的方向上移动的距离，所以求功一定用到测力的工具；而且若用动滑轮提升重物进行实验，必须测出物体的重力和自由端的拉力；计算的一个功W1为物体重力G乘以物体升高的高度h，另一个功W2为绳子自由端的拉力F乘以自由端移动的距离s；因为有摩擦、滑轮重等原因，W2的数值一般大于W1的数值．

解答 解：（1）在探究使用机械可不可以省功问题时，若用动滑轮提升重物进行实验，必须用弹簧测力计测出物体的重力和自由端的拉力；
（2）需要测出铁块的重力；
（4）绳子自由端移动的距离为s=20cm×2=40cm=0.4m，拉力做的功W2=Fs=1.5N×0.4m=0.6J；
（5）用动滑轮提升铁块时，动滑轮也跟着铁块升高，所以要克服动滑轮重力做功，而且还要克服摩擦力做额外功，所以一定有W2＞W1；
（6）把同一物体匀速提升相同高度的条件下，使用机械时做的功大于直接用手对物体做的功，所以使用任何机械都不能省功；
故答案为：（1）弹簧测力计；（2）重力；（4）0.6；（5）必须克服动滑轮重及摩擦力做一些额外功；（6）不能．

点评 使用任何机械都不省功是指使用任何机械时对机械所做的功W2不会少于机械对物体所做的功w1，若忽略机械自重和摩擦，则有W2=W1，否则W2一定大于W1．

练习册系列答案
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