Question

4．某小組同學(xué)研究“使用動(dòng)滑輪勻速提起物體時(shí)，所用豎直向上的拉力F的大小與哪些因素有關(guān)”．他按圖所示方式用兩個(gè)重力不同的滑輪進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將相應(yīng)的滑輪重G_物、物體重G_物和拉力F的大小記錄在表一表二中．為了進(jìn)一步研究，他們計(jì)算了每次實(shí)驗(yàn)中物體所受重力的變化△G_物與所用拉力的變化量△F，并將結(jié)果記錄在表一、二的最后兩列中．
表一：G_滑=2�！�

序號(hào)	G物 （牛）	F （牛）	△G物 （牛）	△F （牛）
1	1	1.5	0	0
2	2	2.0	1	0.5
3	4	3.0	3	1.5
4	6	4.0	5	2.5
5	8	5.0	7	3.5

表二：G_滑=4牛

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	G （牛）	F （牛）	△ （牛）	△ （牛）
6	2	3.0	0	0
7	4	4.0	2	1.0
8	6	5.0	4	2.0
9	8	6.0	6	3.0
10	10	7.0	8	4.0

（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1-5或6-10中F與G_物G的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：使用動(dòng)滑輪勻速提起物體，當(dāng)G_滑相同時(shí)，G_物越大，F(xiàn)越大．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、6（或3、7或4、8或5、9）等相關(guān)條件及相關(guān)數(shù)據(jù)，可得出初步結(jié)論是：使用動(dòng)滑輪勻速提起物體，G_物相同，G_物越大，F(xiàn)越大．
（3）根據(jù)表一、二中前三列的數(shù)據(jù)及相關(guān)數(shù)據(jù)及條件，請(qǐng)判斷：按圖所示方式使用動(dòng)滑輪勻速提起物體，若要省力，需滿足的條件是G_物＞G_滑．
（4）進(jìn)一步分析比較表一、二中△F與△G_物的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可發(fā)現(xiàn)其滿足的數(shù)學(xué)關(guān)系式為△F=$\frac{1}{2}$△G，由此可得出的結(jié)論是：使用動(dòng)滑輪勻速提起物體，拉力的變化量△F與物體所受重力的變化量△G_物成正比．
（5）進(jìn)一步分析比較表一或表二中的F與G_物的比值關(guān)系，可以得出的結(jié)論是：使用動(dòng)滑輪勻速提起物體，當(dāng)動(dòng)滑輪重力不變時(shí)，F(xiàn)與G_物的比值隨G_物的變大而變�。�．

Answer 1

分析 （1）表一或表二動(dòng)滑輪的重力相同，分析被提升物體的重力及拉力的變化得出結(jié)論；
（2）根據(jù)結(jié)論，分析G_物相同的選項(xiàng)；
（3）省力的特點(diǎn)是拉力小于被提升的物重，根據(jù)表一、二中前三列的數(shù)據(jù)相同點(diǎn)得出結(jié)論；
（4）分析表一、表二中△F與△G_物的數(shù)據(jù)，得出正比例關(guān)系；
（5）分析比較表一或表二中的F與G_物的比值關(guān)系得出結(jié)論．

解答 解：（1）分析表一或表二中動(dòng)滑輪的重力相同，被提升的物重不同，且G_物越大，拉力F越大，可得表一或表二中F與G_物的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，當(dāng)G_滑相同時(shí)，G_物越大，F(xiàn)越大；
（2）由表中實(shí)驗(yàn)2、6（或3、7或4、8或5、9）數(shù)據(jù)，被提升的物重相同，動(dòng)滑輪重力不同，且G_滑越大，F(xiàn)越大；故分析比較實(shí)驗(yàn)2、6（或3、7或4、8或5、9）序號(hào)等相關(guān)條件及相關(guān)數(shù)據(jù)，可得出初步結(jié)論是：使用動(dòng)滑輪勻速提起物體，G_物相同，G_物越大，F(xiàn)越大．
（3）根據(jù)表一、二中前三列的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)G_物等于G_滑時(shí)，F(xiàn)=G_物，當(dāng)G_物＞G_滑時(shí)，F(xiàn)＜G_物；
即按圖所示方式使用動(dòng)滑輪勻速提起物體，若有省力，需滿足的條件是：G_物＞G_滑：．
（4）分析比較表一、二中△F與△G_物的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可發(fā)現(xiàn)△F=$\frac{1}{2}$△G；
由此可得出的初步結(jié)論是：使用動(dòng)功滑輪勻速提起物體，拉力的變化量△F與物體所受重力的變化量△G_物成正比；
（5）由表一中數(shù)據(jù)，F(xiàn)與G_物的比值分別為：$\frac{1.5N}{1N}$、$\frac{2N}{2N}$、$\frac{3N}{4N}$、$\frac{4N}{6N}$、$\frac{5N}{8N}$，比值逐漸變小；同理，分析表二中數(shù)據(jù)，F(xiàn)與G_物的比值分，也可得出相同的結(jié)論．
分析比較表一或表二中的F與G_物的比值關(guān)系，可以得出的結(jié)論是：使用動(dòng)滑輪勻速提起物體，當(dāng)動(dòng)滑輪重力不變時(shí)，F(xiàn)與G_物的比值隨G_物的變大而變�。�
故答案為：（1）當(dāng)G_滑相同時(shí)，G_物越大，F(xiàn)越大；
（2）2、6（或3、7或4、8或5、9）；
（3）G_物＞G_滑；
（4）△F=$\frac{1}{2}$△G；拉力的變化量△F與物體所受重力的變化量△G_物成正比；
（5）當(dāng)動(dòng)滑輪重力不變時(shí)，F(xiàn)與G_物的比值隨G_物的變大而變小．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究動(dòng)滑輪省力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，在分析時(shí)注意控制變量法的應(yīng)用，并注意物理量的變化．