Question

（2009?北京）实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0～5N．另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）．要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比．请写出主要实验步骤．

Answer 1

分析：要使动滑轮的机械效率不变，就要使提升的钩码重不变，改变绳子自由端移动的距离，分别测出相应的拉力大小和重物上升的高度，多测量几次，分析实验数据得出结论．

解答：解：实验步骤：
（1）在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端；2个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示．将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中；
（2）保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤1再做5次实验，将各次的数据记录在表格中；
（3）利用W_总=Fs，计算出各次的总功，用W_有用=Gh=mgh，计算出各次的有用功，并将各次的总功、有用功记录在表格中；
（4）分析有用和总功的值得出结论．

点评：本题考查了学生对功的计算公式、效率公式的掌握和运用，涉及到设计到实验步骤（保持使所挂钩码相同、物重相同，使滑轮组机械效率不变是本题的关键），属于难题．