Question

4．實驗臺上有組裝好的實驗裝置，如圖所示，其中彈簧測力計的量程為0～5N．另外還有質量均為100g的鉤碼六個（圖中未畫出）．要求利用上述實驗裝置和鉤碼設計一個實驗證明：用動滑輪提升重物時，如果動滑輪的機械效率不變，則有用功跟總功成正比．
請下列主要實驗步驟填寫完整，并設計出實驗記錄表格：
（1）在動滑輪掛鉤上掛2個鉤碼，用彈簧測力計豎直向上勻速拉繩子自由端．2個鉤碼的總質量用m表示，繩子自由端所受拉力用F表示，繩子自由端移動的距離用s表示，鉤碼上升的高度用h表示．將m的數值記錄在表格中，并把測量數據記錄在表格中；
（2）保持動滑輪所掛鉤碼個數不變，依次改變繩子自由端移動的距離s，仿照步驟（1）再做5次實驗，將各次的m數值記錄在表格中，分別測量各次的F、s、h，并把各次的測量數據記錄在表格中．
（3）利用W_總=Fs，計算出各次的總功，用W_有=mgh，計算出各次的有用功，并將各次的總功、有用功記錄在表格中．
（4）利用上述實驗工具在測量中，若要提高滑輪組的機械效率，則應該增加鉤碼的個數．

Answer 1

分析 （3）總功時拉力F做的功，W_總=Fs，有用功是克服物體重力做的功，W_有用=Gh=mgh；
（4）使用同一滑輪組，被提升物體的重力越大，所做有用功越多，機械效率越高．

解答 解：（3）已知所測拉力F和繩端移動距離s，總功W_總=Fs；
物體的質量為m，則其重力G=mg；
有用功W_有用=Gh=mgh；
（4）要提高滑輪組的機械效率，可增加被提升鉤碼的個數即增加物重，這樣額外功不變的情況下，增大有用功，可提高滑輪組的機械效率．
故答案為：（3）W_總=Fs；W_有=mgh；（4）增加鉤碼的個數．

點評 本題是測量滑輪組機械效率的實驗，考查了對總功、有用功的理解及影響滑輪組機械效率的因素，難度不大，屬基礎性問題．