Question

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并设计实验表格．

Answer 1

解：实验步骤：
（1）用测力计测出2个钩码所受的重力G，并将数据计入表格，记下钩码和弹簧测力计的初始位置；
（2）用测力计拉动动滑轮匀速竖直上升，读出测力计的示数F，记下钩码和弹簧测力计的末位置，刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S，并将数据计入表格；
（3）保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变物体上升的高度，仿照步骤（2）在做5次，将钩码升高的高度，测力计移动的距离计入表格，将钩码重和拉力计入表格；
（4）利用公式W_有用=Gh，W_总=Fs计算出各次的有用功和总功，并将数值记入表格．
实验表格：

	1	2	3	4	5	6
钩码重G/N
拉力F/N
钩码上升高度h/m
测力计移动距离s/m
有用功W有用/J
总功W总/J

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．
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．