Question

4．實(shí)驗(yàn)桌上有如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中彈簧測(cè)力計(jì)的量程為0～5N．另外還有質(zhì)量均為100g的鉤碼六個(gè)（圖中未畫出）．小軍計(jì)劃用這些器材探究“用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，如果動(dòng)滑輪的機(jī)械效率不變，則有用功與總功的關(guān)系”．小軍的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①動(dòng)滑輪掛鉤上掛2個(gè)鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上勻速拉繩
子自由端．2個(gè)鉤碼的總質(zhì)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(dòng)的距離用s表示，鉤碼上升的高度用h表示．將m的數(shù)值記錄在表格中，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出F，用刻度尺分別測(cè)出s、h，并把測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中；
②保持動(dòng)滑輪所掛鉤碼個(gè)數(shù)不變，依次改變繩子自由端移動(dòng)的距離s，仿照步驟（1）再做5次實(shí)驗(yàn)，將各次的m數(shù)值記錄在表格中，分別測(cè)量各次的F、s、h，并把各次的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
③利用W_總=F s，計(jì)算出各次的總功，用W_有用=G h=mgh，計(jì)算出各次的有用功，并將各次的總功、有用功記錄在表格中．請(qǐng)根據(jù)以上敘述回答下列問題：
（1）小軍計(jì)劃探究的問題中的自變量是總功，控制變量是動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；
（2）畫出記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中探究機(jī)械效率不變時(shí)有用功與總功的關(guān)系，所以應(yīng)控制機(jī)械效率不變，改變總功，測(cè)出有用功進(jìn)行比較，從而可確定控制的量、自變量；
（2）根據(jù)題目中給出的條件，分析表格中所需的內(nèi)容，根據(jù)有用功、總功的概念分析所需的物理量．

解答 解：
（1）要探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率不變，有用功跟總功的關(guān)系，則應(yīng)控制機(jī)械效率不變，改變總功，所以自變量是總功，控制變量是機(jī)械效率；
（2）根據(jù)W_有用=Gh=mgh，W_總=Fs可得，表格中應(yīng)包括物體質(zhì)量m、上升高度h、繩子自由端移動(dòng)距離s、拉力F、總功W_總及有用功W有用，并注意單位，表格如下所示：

m/kg
h/m
s/m
F/N
W 總/J
W有/J

故答案為：（1）總功，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；（2）見上表．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)功的計(jì)算公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，考查了對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理的理解和掌握，同時(shí)考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)，屬于難題．