Question

20．（1）如图甲所示，用弹簧测力计将直接重2N的钩码缓慢地提升0.5m的高度，此过程中拉力所做的功为1J．
（2）如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，此时测力计的示数为1.2N，则此过程中拉力做了1.2J的功，图乙中此动滑轮工作的机械效率为83.3%；
（3）比较图甲和图乙，试说明：使用动滑轮能否省功，为什么？

Answer 1

分析 （1）用弹簧测力计直接将重2N的钩码缓慢地提升0.5m的高度，此过程中拉力所做的功就是克服重力所做的功，利用W=Gh计算即可；
（2）根据动滑轮工作特点，求出绳子自由端移动的距离，利用W=Gh和W=Fs分别求出有用功和总功，然后利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算此动滑轮工作的机械效率；
（3）功的原理：使用任何机械都不能省功．

解答 解：（1）由题意可知，拉力所做的功就是克服钩码重力所做的功：
W=Gh=2N×0.5m=1J；
（2）用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，
有用功：
W_有用=W=1J，
绳子自由端移动的距离s=2h=2×0.5m=1m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=1.2N×1m=1.2J；
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1J}{1.2J}$×100%≈83.3%．
（3）根据功的原理可知，使用动滑轮不能省功．
故答案为：（1）1；（2）1.2；83.3%；（3）不能；因为使用任何机械都不能省功．

点评 本题考查功的原理、功和机械效率的计算，使用任何机械都不能省功，但可以省力或省距离．