Question

3．如图所示，某实验小组的同学在研究滑轮的特点：
（1）研究定滑轮的特点时，实验如图甲所示，据此可知：使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力．
（2）研究动滑轮的特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，实验如图乙所示．据此可知：使用动滑轮时能省力，但不能改变力的方向．
（3）接着他们有组装了滑轮组，发现使用滑轮组提升重物时能省力．于是他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行了如图丙所示的实验．根据图丙信息可知，若不使用滑轮组，提升钩码所做的功为0.2J；使用滑轮组时，提升钩码所做的功为0.24J．得出结论：利用滑轮组提升重物不能（填“能”或“不能”）省功．

Answer 1

分析 （1）定滑轮可以改变力的方向，但不能省力；
（2）动滑轮可以省力，但不能改变力的方向．在使用动滑轮时，应匀速竖直向上拉绳子；
（3）已知物重G、拉力F、物体升高的距离h，绳子移动的距离s，绳子段数n，根据有用功公式和总功公式可求出所做的功进行比较．

解答 解：（1）从甲图中可看出，三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同．在实验过程中不断改变拉力的方向，
观察测力计的示数都为1N，等于物重，可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不省力．
（2）在图乙中，拉力F=0.6N＜G=1N，故使用动滑轮时省力，但不能改变力的方向．
（3）提升物体所做的有用功W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，
使用滑轮组时所用拉力F=0.8N，弹簧测力计移动距离s=30cm=0.3m，
所做的总功W_总=Fs=0.8N×0.3m=0.24J．
经比较W_有用＜W_总，所以使用轮组不能省功，
故答案为：
（1）力的方向；省力；
（2）省力；改变力的方向；
（3）0.2；0.24；不能．

点评 此题考查了定滑轮和动滑轮的特点、以及使用滑轮组不省功的原理，是一道较简单的实验题．