Question

4．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．
请下列主要实验步骤填写完整，并设计出实验记录表格：
（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，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m数值记录在表格中，分别测量各次的F、s、h，并把各次的测量数据记录在表格中．
（3）利用W_总=Fs，计算出各次的总功，用W_有=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）利用上述实验工具在测量中，若要提高滑轮组的机械效率，则应该增加钩码的个数．

Answer 1

分析 （3）总功时拉力F做的功，W_总=Fs，有用功是克服物体重力做的功，W_有用=Gh=mgh；
（4）使用同一滑轮组，被提升物体的重力越大，所做有用功越多，机械效率越高．

解答 解：（3）已知所测拉力F和绳端移动距离s，总功W_总=Fs；
物体的质量为m，则其重力G=mg；
有用功W_有用=Gh=mgh；
（4）要提高滑轮组的机械效率，可增加被提升钩码的个数即增加物重，这样额外功不变的情况下，增大有用功，可提高滑轮组的机械效率．
故答案为：（3）W_总=Fs；W_有=mgh；（4）增加钩码的个数．

点评 本题是测量滑轮组机械效率的实验，考查了对总功、有用功的理解及影响滑轮组机械效率的因素，难度不大，属基础性问题．