Question

4．下面是小明研究“定滑轮工作特点”的实验：如图甲所示，小明用调好的测力计测出钩码的重量1N，再用测力计通过定滑轮竖直向下匀速拉动钩码如图乙所示，发现测力计的读数小于1N，原因是：弹簧测力计的拉杆、挂钩和弹簧本身的重力较大．小红看后建议小明将测力计正过来如图丙所示，你认为小红的建议是错误（选填“错误”或“正确”）的．

Answer 1

分析 根据使用定滑不省力，结合图乙中测力计的使用及测力计的构造，综合考虑按图乙方式使用时弹簧与正常使用的长度变化情况，分析示数小于1N的原因，在此基础上，再对比分析图丙正常使用测力计能否有改进的作用．

解答 解：弹簧测力计倒过来（竖直）使用，在没有施力时，弹簧测力计的示数即为测力计外壳、圆环的重力．
使用测力计通过定滑轮竖直向下匀速拉动钩码，还要克服绳与轮间的摩擦，使用定滑轮不省力，作用在绳子上的力应不小1N，而现在弹簧测力计的示数小于1N，只能说明测力计外壳、圆环自身的重力很小，人手作用在弹簧上的力F_人也很小，F_人乙+G_外壳即为弹簧测力计的示数，小于0.1N，而弹簧与拉杆和挂钩自身的重力之和较大，（因弹簧与拉杆和挂钩自身的重力之和产生的拉力直接作用在绳子上）；
另一方面，若按乙图使用，因挂钩、圆环与绳子连接，弹簧将缩短，指针相对零刻度向下移动，而因测力计外壳重力作用零刻度稍下移，但总体考虑零刻度还是向下移动一些；
图丙中，因整个因弹簧测力计的重力（圆环、外壳、弹簧、拉杆、挂钩总重） 而产生的拉力作用在绳子上，此时作用在测力计挂钩上的力F_人丙大小即为其示数，因图乙、丙两种情况下作用在绳子上使物体匀速运动的力是相等的，再考虑到零刻度下移的因素，所以，图丙弹簧测力计的示数比图乙中还要小，与示数不小于1N更不相符，因此小红的建议是错误的．
故答案为：弹簧测力计的拉杆、挂钩和弹簧本身的重力较大；错误；

点评 本题研究“定滑轮工作特点”，考查使用定滑轮不省力的特点、弹簧测力计的常规使用及非常规使用方法及力的平衡知识和评估能力，综合性强，难度大，对能力要求高．