Question

11．如圖，分別使用輕質定滑輪、輕質動滑輪豎直提升G=10牛的重物，使其勻速上升2m．不計滑輪與軸的摩擦和滑輪自重，F(xiàn)₁=10牛、F₂=5牛．
（1）請運用杠桿平衡原理作圖分析：為什么動滑輪能省一半的力．
（2）若想進一步研究使用定滑輪時拉力大小是否與拉力方向有關，接下來的操作是改變力的方向，分別用彈簧測力計測出拉力大�。�

Answer 1

分析 （1）在不計滑輪與軸的摩擦和滑輪自重的情況下，當沿豎直方向勻速向上拉動動滑輪時，動滑輪實質上是一個動力臂等于阻力臂二倍的省力杠桿；
（2）定滑輪實質上是一等臂杠桿，只改變力的方向，而不省力．

解答 解：
（1）證明：如圖，支點為O，重力的阻力臂L₂=r；拉力F的動力臂L₁=2r，

根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂可得GL₂=FL₁，
即：F=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{G×r}{2r}$=$\frac{1}{2}$G，
可見，當豎直向上勻速拉動時，使用動滑輪能省一半的力，
所以動滑輪能省一半的力．
（2）改變力的方向，分別用彈簧測力計測出拉力大小；
若彈簧測力計的示數(shù)相等，則說明使用定滑輪時拉力大小與拉力方向無關；若彈簧測力計的示數(shù)不相等，則說明使用定滑輪時拉力大小與拉力方向有關．
故答案為：（1）如圖所示；（2）改變力的方向，分別用彈簧測力計測出拉力大�。�

點評 本題考查了證明定滑輪和動滑輪省力情況的驗證，難點在第一問，能否準確判斷動滑輪的支點位置是本題的解題關鍵所在．