测量提升物体所做的功

实验目的

测量提升物体所做的功，比较直接提升与使用动滑轮时做功的大小。

实验原理

功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积，即 W = Fs。直接提升钩码时，所做的功 W1 = Gh；使用动滑轮时，拉力做的功 W2 = Fs（s 为绳端移动的距离）。比较 W1 与 W2，可以得到使用机械时的做功规律。

实验器材

• 铁架台
• 弹簧测力计
• 钩码
• 动滑轮
• 细线
• 刻度尺

实验步骤

1. 用弹簧测力计测出钩码所受的重力 G，记入表格。
2. 将钩码匀速竖直提升一段高度 h，用刻度尺测出 h。
3. 算出直接提升钩码做的功 W1 = Gh。
4. 改用动滑轮，竖直向上匀速拉动测力计，读出拉力 F。
5. 测出绳端移动的距离 s，算出拉力做的功 W2 = Fs。
6. 比较 W1 与 W2，更换钩码数量再做几次。

实验现象与结论

使用动滑轮时，拉力 F 小于钩码重（理想情况约为一半），但绳端移动的距离 s 是钩码上升高度 h 的两倍。由于有摩擦和动滑轮自重，W2 略大于 W1。结论：使用机械可以省力，但不能省功。

注意事项

• 钩码要拴牢，防止掉落砸脚。
• 拉动测力计时保持竖直、匀速，再读数。

常见问题

为什么要匀速拉动弹簧测力计？

匀速时物体处于平衡状态，测力计示数才等于拉力的真实大小；加速拉动会使读数偏大或不稳定。

为什么使用动滑轮时做的功比直接提升大？

因为要克服动滑轮自重和绳与滑轮间的摩擦，多做了额外功，所以拉力做的功略大于 Gh。