【文章內(nèi)容簡介】 ，當(dāng)滑輪平衡時(shí)，記下各次測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。　　改變所掛鉤碼重，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，并記下各次測(cè)力計(jì)的讀數(shù)　　由實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)分析，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)跟所掛鉤碼重相等。由此得出結(jié)論：使用定滑輪不省力，但是可以改變力的方向?！　【幷咛崾荆罕拘?shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。 動(dòng)滑輪的作用 【目的和要求】　　了解動(dòng)滑輪的作用?！緝x器和器材】　　演示滑輪組（J2121型），測(cè)力計(jì)二個(gè)，鉤碼，細(xì)繩及支架?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　如圖1．47－2所示，取一細(xì)繩跨過滑輪，細(xì)繩的一端固定在支架或橫梁上，另一端系在測(cè)力計(jì)的鉤上。測(cè)力計(jì)拉動(dòng)細(xì)繩，滑輪隨之移動(dòng)，這樣的滑輪叫動(dòng)滑輪?！　≡诨喛蚣艿你^上掛鉤碼，使滑輪兩邊的兩根細(xì)繩在豎直方向上，手通過測(cè)力計(jì)拉住繩子的一端。當(dāng)滑輪平衡、或?qū)⒒喓退旅娴你^碼一起勻速提升，記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。改變鉤碼重，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，并記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，測(cè)力計(jì)讀數(shù)僅為鉤碼重的一半。由此可以得出結(jié)論：使用動(dòng)滑輪能省一半力。　　按圖1．47－3所示，用兩個(gè)相同的測(cè)力計(jì)吊住繩子的兩端，并使滑輪兩邊的繩子保持豎直，測(cè)力計(jì)指針不與標(biāo)尺相碰。可以看到，兩個(gè)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)相等，并且兩個(gè)讀數(shù)之和等于動(dòng)滑輪和鉤碼的總重。若滑輪本身重可以忽略，則動(dòng)滑輪兩邊的每根細(xì)繩所承受的力是相等的，并且承擔(dān)所掛物體重的一半。【注意事項(xiàng)】　　實(shí)驗(yàn)的演示中，會(huì)出現(xiàn)測(cè)力計(jì)讀數(shù)偏大的情況，這是由于在提升重物的同時(shí)還要提升動(dòng)滑輪，還要克服摩擦力的緣故與滑輪有關(guān)的摩擦有兩種，一種是滑輪和轉(zhuǎn)軸之間的摩擦；另一種是繩子與滑輪的摩擦。　　編者提示：本小實(shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。 滑輪組的作用【目的和要求】　　了解滑輪組的作用?！緝x器和器材】　　演示滑輪組（J2121型），測(cè)力計(jì)二個(gè)，鉤碼，細(xì)繩及支架．【實(shí)驗(yàn)方法】　　1．將兩個(gè)單滑輪按圖1．47－4那樣，通過細(xì)繩裝成最簡單的滑輪組。手通過測(cè)力計(jì)拉住繩的一端，當(dāng)滑輪組平衡（或使重物與動(dòng)滑輪一起勻速提升）時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，只是動(dòng)滑輪和重物總重的一半，并且用力的方向也改變了?！　?．如圖1．47－5所示，將兩個(gè)二串的復(fù)滑輪組成滑輪組。將細(xì)繩的一端拴在定滑輪的框架構(gòu)上，然后把細(xì)繩依次繞穿過定滑輪和動(dòng)滑輪。繩子的另一端會(huì)在測(cè)力計(jì)的鉤上。在動(dòng)滑輪的框架鉤下面掛鉤碼。手通過測(cè)力計(jì)拉繩子的一端，當(dāng)滑輪平衡（或使重物與動(dòng)滑輪一起勻速運(yùn)動(dòng)）時(shí)，可發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為動(dòng)滑輪和鉤碼總重的1／4。動(dòng)滑輪和鉤碼的總重由四繩段子承擔(dān)，每段繩子承擔(dān)總重的1/4。　　改用由兩個(gè)二并的復(fù)滑輪組成滑輪組進(jìn)行演示（圖1．47－6），實(shí)驗(yàn)結(jié)果也相同?！咀⒁馐马?xiàng)】　　1．在“使用滑輪組的時(shí)候，重物和動(dòng)滑輪的總重由幾段繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就是總重的幾分之一”的結(jié)論，顯然是忽略了滑輪與軸之間的摩擦以及滑輪自重等因素。繩子與滑輪之間的摩擦對(duì)我們是有益的，若這個(gè)摩擦力太小，繩子就會(huì)在滑輪上打滑，而不能使滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來?！　∮捎诨喤c軸之間存在著摩擦力，所以，不要以為滑輪的數(shù)目越多，滑輪組也一定越省力。　　2．滑輪組省力的倍數(shù)由承擔(dān)重物的繩子數(shù)目決定，在這里應(yīng)特別注意不要把最后通過定滑輪引出的那段繩子也計(jì)算在內(nèi)。【參考資料】　　滑輪組繩子的穿繞方式很多，現(xiàn)以串聯(lián)式滑輪為例，介紹幾種滑輪組繩子的穿繞方式。　　1．一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪（圖1．47－7）。2．一個(gè)定滑輪和二個(gè)動(dòng)滑輪（圖1．47－8）。3．二個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪（圖．47－9甲）。4．二個(gè)定滑輪和二個(gè)動(dòng)滑輪（圖1．47－9乙）。編者提示：本小實(shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。豎直提起物體所做的功 【目的和要求】　　了解功的物理意義，學(xué)習(xí)豎直提起物體時(shí)所做的功的測(cè)量方法?！緝x器和器材】　　單滑輪，測(cè)力計(jì)，鉤碼，方座支架，米尺?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．如圖1．48－1所示，用手拉繩，使鉤碼向上移動(dòng)一個(gè)單位的距離；改變鉤碼個(gè)數(shù)，仍使鉤碼向上移動(dòng)一個(gè)單位距離。得出結(jié)論：在保持物體通過的距離不變的情況下，做功的大小跟作用在物體上的外力成正比?！　?．仍用上述裝置，先將鉤碼向上移動(dòng)一個(gè)單位距離；然后不改變鉤碼數(shù)，而將它向上移動(dòng)三個(gè)單位的距離，我們可以得到：保持作用在物體上的力不變時(shí)，做功的大小跟物體在力的方向上通過的距離成正比。【注意事項(xiàng)】　　在實(shí)驗(yàn)中，力的大小不必用測(cè)力計(jì)測(cè)量，但要說明定滑輪不省力。這樣，操作簡單。【參考資料】　　打樁機(jī)。打樁機(jī)、打夯機(jī)、汽錘等都是豎直提起物體做功的例子。打樁機(jī)模型如圖1．48－2所示，把一塊5千克的鐵塊嵌入兩根豎直導(dǎo)桿之間，利用繞過打樁機(jī)上端定滑輪的細(xì)繩可以把鐵塊提起。　　將釘子以較強(qiáng)的深度垂直釘入木塊。用手拉繞過定滑輪的細(xì)繩，鐵塊升高，手做了功。把帶釘子的木塊放在打樁機(jī)底座上，然后放手讓鐵塊下落，鐵塊的勢(shì)能變成動(dòng)能，對(duì)釘子作用一個(gè)很大的力，將釘子釘入木塊，這個(gè)作用力對(duì)釘子做了功。　　編者提示：本小實(shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。 水平方向移動(dòng)物體所做的功 【目的和要求】　　了解功的物理意義，學(xué)習(xí)水平移動(dòng)物體時(shí)所做的功的測(cè)量方法?！緝x器和器材】　　測(cè)力計(jì)，斜面小車（J2108型），鉤碼，米尺?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．將演示用的小車放在平板上，手拿測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩對(duì)小車施力，使小車在水平方向上勻速移動(dòng)一個(gè)單位的距離，記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)?！　?．按上述方法實(shí)驗(yàn)，控制拉力不變，使小車在水平方向上移動(dòng)三個(gè)單位的距離。　　3．在小車上增加幾個(gè)砝碼，使小車的載重增大。將小車沿水平方向上分別勻速移動(dòng)一個(gè)單位及三個(gè)單位的距離，記下此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析：拉力對(duì)小車所做的功的大小，跟作用力成正比，還跟物體在力的方向上通過的距離成正比?！咀⒁馐马?xiàng)】　　實(shí)驗(yàn)的演示，用力要均勻，并使繩子水平?！　≡诜治鰡栴}時(shí)，可以討論摩擦力、重力、支承力是否做功的問題?！　【幷咛崾荆罕拘?shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。 測(cè)量電動(dòng)機(jī)提升重物做功的功率 【目的和要求】　　理解功率的概念，學(xué)習(xí)測(cè)量一些物體做功的功率。【儀器和器材】物體做功演示器（可自制），彈簧秤（2個(gè)），秒表，米尺?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．按圖1．49－1安裝好物體做功演示器。圖中微電機(jī)的電源可用干電池，懸掛的重物的質(zhì)量為1千克，實(shí)驗(yàn)裝置緊固在桌子的一角?！　?．量出重物到懸掛軸的初始高度?！　?．接通電源，同時(shí)按下秒表計(jì)時(shí)，注意當(dāng)重物被提升到軸的高度時(shí)，停止計(jì)時(shí)并關(guān)掉電源。記下提升重物所用的時(shí)間（秒）?！　?．將重物的質(zhì)量換算成重力（牛頓）。這樣微電機(jī)提起重物所做的功為mgh，h為重物被提升的高度，單位為米，功的單位為焦耳。　　5．計(jì)算微電機(jī)在提升重物時(shí)的有用的功率輸出P=mgh／t（瓦）。【注意事項(xiàng)】　　1．實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量重物被提升的高度，必須是從起始時(shí)重物上某一點(diǎn)的位置量到終了時(shí)重物上同一點(diǎn)的位置?！　【幷咛崾荆罕拘?shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。 測(cè)定使滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的功率 【目的和要求】　　理解功率的概念，學(xué)習(xí)測(cè)量一些物體做功的功率。【儀器和器材】帶固定軸和搖把的定滑輪，傳動(dòng)帶，支架，秒表，米尺。【實(shí)驗(yàn)方法】　　1．實(shí)驗(yàn)裝置如圖1．49－2所示，帶固定軸和搖把的定滑輪固定在支架板上，一根傳動(dòng)帶繞過定滑輪，傳動(dòng)帶的兩端分別系在兩個(gè)彈簧秤的掛鉤上。兩彈簧秤固定在支架板上，調(diào)整兩彈簧秤的位置，使得在傳動(dòng)帶拉直狀態(tài)下彈簧秤的指針處在相同的讀數(shù)位置?！　?．用手轉(zhuǎn)動(dòng)定滑輪，兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)差就是定滑輪與傳動(dòng)帶之間的摩擦力f?！　?．用秒表測(cè)出定滑輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間t?！　?．測(cè)量出定滑輪的直徑d?！　?．計(jì)算出使定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的功率P=πfd/t?！咀⒁馐马?xiàng)】　　實(shí)驗(yàn)對(duì)摩擦力的大小只需指出它是兩彈簧秤的讀數(shù)差，是阻礙滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的力，不要具體分析摩擦力是怎樣作用的。【思考題】　　怎樣測(cè)出你爬樓梯的功率？你爬一層樓梯的功率是多少？　　編者提示：本小實(shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。 演示杠桿不能省功 【目的和要求】　　了解使用任何機(jī)械（杠桿）雖能省力，但都不能省功?！緝x器和器材】　　杠桿，鉤碼，力計(jì)，米尺和支架?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　如圖1．50－1所示，在杠桿左端掛上鉤碼。鉤碼重為G。在杠桿的右端用手通過測(cè)力計(jì)加一個(gè)豎直向下的力，使杠桿勻速轉(zhuǎn)過一個(gè)角度。記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F。量出鉤碼被升起的高度h和測(cè)力計(jì)降低的高度L。　　改變鉤碼個(gè)數(shù)及在杠桿上的位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。　　由實(shí)驗(yàn)觀察及數(shù)據(jù)分析可以驗(yàn)證：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，動(dòng)力對(duì)杠桿所做的功FL等于杠桿克服阻力所做的功Gh。所以，使用杠桿不能省功?！緟⒖假Y料】　　為了演示方便和節(jié)省時(shí)間，上述實(shí)驗(yàn)中可以利用框架或背景屏來標(biāo)志物體在空間的位置，茲介紹如下：　　演示杠桿不能省功　　如圖1．50－4所示，杠桿的支點(diǎn)在支架的左側(cè)，用手拉繩將鉤碼提升一個(gè)單位距離，記下這時(shí)動(dòng)力作用點(diǎn)向上移動(dòng)的距離；改變鉤碼重及位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察及對(duì)使用杠桿省力情況的分析，可以證明：使用杠桿不能省功?！　【幷咛崾荆罕拘?shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。 演示輪軸不能省功 【目的和要求】　　了解使用任何機(jī)械（輪軸）雖能省力，但都不能省功?！緝x器和器材】　　輪軸模型，鉤碼，測(cè)力計(jì)，米尺和支架?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．如圖1．50－2所示，將輪軸模型、米尺固定在同一方座支架上，調(diào)節(jié)把手的臂長使把手臂長與輪軸的大、小圓筒的半徑之比為簡單的整數(shù)倍。測(cè)出把手的臂長，在米尺上標(biāo)出鉤碼的初始位置?！　?．旋松輪軸模型上的摩擦制動(dòng)器，用手拿著測(cè)力計(jì)拉動(dòng)把手勻速地轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)（始終保持測(cè)力計(jì)的拉力方向與把手垂直），計(jì)算把手所受拉力的作用點(diǎn)通過的距離，記下鉤碼升高的距離。　　3．改變把手的臂長，改變所掛鉤碼重，重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)。　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，動(dòng)力對(duì)輪軸所做的功等于輪軸克服阻力所做的功；說明使用輪軸不能省功?！緟⒖假Y料】　　為了演示方便和節(jié)省時(shí)間，上述實(shí)驗(yàn)中可以利用框架或背景屏來標(biāo)志物體在空間的位置，茲介紹如下：　　演示輪軸不能省功　　如圖1．50－5所示，將自制的輪軸模型裝在框架上，框架后面放一標(biāo)有高度及釘有小釘?shù)谋尘捌?。繞過輪的繩的一端系有一個(gè)小圓環(huán)。將繩端的小圓環(huán)套在小釘上，作為觀察點(diǎn)。用手通過繩子拉動(dòng)輪軸使鉤碼提升一個(gè)單位的距離，觀測(cè)這時(shí)動(dòng)力作用點(diǎn)向上移動(dòng)的距離。改變鉤碼重，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)及對(duì)使用輪軸的省力情況分析，可以驗(yàn)證：使用輪軸不能省功。　　編者提示：本小實(shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。 演示使用滑輪不能省功 【目的和要求】　　了解使用任何機(jī)械（滑輪）雖能省力，但都不能省功。【儀器和器材】　　單滑輪，鉤碼，測(cè)力計(jì)，米尺和支架?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　如圖1．50－3所示，使滑輪兩邊的細(xì)繩平行且在豎直方向上，維持物體平衡。標(biāo)出鉤碼的初始位置和測(cè)力計(jì)所鉤住的細(xì)繩末端的初始位置。用手拿著測(cè)力計(jì)勻速地拉繩子，使鉤碼在豎直方向上提起一段距離，標(biāo)出鉤碼和繩子末端的終了位置。用米尺量出鉤碼被提升的高度和拉力把繩子末端拉起的高度，記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)?！　「淖兯鶔斓你^碼重和提升的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。　　由實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和分析，可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，即當(dāng)動(dòng)滑輪重比鉤碼重小得多而可以忽略不計(jì)的情況下，測(cè)力計(jì)所示的拉力為鉤碼重的1／2，而拉力把繩子末端提升的高度卻為鉤碼提起的高度的2倍，說明使用動(dòng)滑輪不能省功?！緟⒖假Y料】　　為了演示方便和節(jié)省時(shí)間，上述實(shí)驗(yàn)中可以利用框架或背景屏來標(biāo)志物體在空間的位置，茲介紹如下：　　演示動(dòng)滑輪不能省功　　如圖1．50－6所示，可以演示利用動(dòng)滑輪也不能省功?！　【幷咛崾荆罕拘?shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。演示斜面遵循功的原理 【目的和要求】　　1．了解外力使物體沿斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)所做的功；　　2．加深對(duì)功的原理的理解；【儀器和器材】　　斜面小車（J2108型），測(cè)力計(jì)，米尺，方座支架，鐵塊，大三角板?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．用測(cè)力計(jì)吊住小車沿豎直方向勻速地提升一個(gè)高度。觀察并記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，此讀數(shù)既是小車重，又是測(cè)力計(jì)對(duì)小車的拉力。測(cè)出小車被提升的距離計(jì)算拉力對(duì)小車所做的功?！　?．按圖1．51－1所示，安裝好斜面小車。用測(cè)力計(jì)沿斜面方向?qū)⑿≤噭蛩俚乩脚c上述實(shí)驗(yàn)的相同高度，觀察并記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，測(cè)出小車在斜面上所通過的距離，計(jì)算出利用斜面時(shí)拉力對(duì)小車所做的功?！　?．改變小車重（將鐵塊放在小車上）和被提升的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，計(jì)算這時(shí)拉力所做的功。　　4．改變斜面的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并計(jì)算拉力對(duì)小車所做的功?！　∮蓪?shí)驗(yàn)觀察和計(jì)算，分析說明利用斜面不能省功?！咀⒁馐马?xiàng)】　　1．將小車豎直提升一定的高度時(shí)，起點(diǎn)和終點(diǎn)都應(yīng)認(rèn)為是小車的重心所在的高度，沿斜面上升時(shí)也應(yīng)這樣。兩種情況下小車重心的起點(diǎn)和終點(diǎn)均應(yīng)在同一高度?！　?．在實(shí)驗(yàn)的演示中，要求斜面的板面盡可能光滑，小車輪子要轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，以減少由于摩擦力產(chǎn)生的額外功，提高演示效果?！　【幷咛崾荆罕拘?shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。 演示利用斜面可以省力