小莉同學就“使用機械可不可以省功”,進行了實驗驗證.她選用的器材有:一段細線、一段繩子,動滑輪、鐵塊、鐵架臺、刻度尺、彈簧測力計各一個,請你寫出:
實驗步驟:______;
實驗分析:______.
【答案】分析:功等于力與物體在力的方向上移動的距離,所以求功一定用到測力的工具;而且若用動滑輪提升重物進行實驗,必須測出物體的重力和自由端的拉力;計算的一個功W1為物體重力G乘以物體升高的高度h,另一個功W2為繩子自由端的拉力F乘以自由端移動的距離s;因為有摩擦、滑輪重等原因,W2的數(shù)值一般大于W1的數(shù)值.
解答:答:實驗步驟:
①用細線將鐵塊系在彈簧測力計下,測出鐵塊所受到的重力G;
②將鐵塊豎直向上勻速提升一定高度,用刻度尺測出豎直高度h;
③組裝實驗裝置,用彈簧測力計勻速提升動滑輪,仍將鐵塊提升高度h,同時測量繩子自由端的拉力F;并用刻度尺測出繩子自由端移動的距離s.
實驗分析:
小莉直接對鐵塊所做的功是W1=Gh;小莉利用動滑輪所做的功W2=Fs.
經(jīng)過比較,若發(fā)現(xiàn)W2≥W1,說明使用機械不可以省功;若發(fā)現(xiàn)W2<W1,說明使用機械可以省功.
點評:使用任何機械都不省功是指使用任何機械時對機械所做的功W2不會少于機械對物體所做的功w1,若忽略機械自重和摩擦,則有W2=W1,否則W2一定大于W1.