Question

15．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）．小轩计划用这些器材探究：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．
小轩的主要实验步骤如下：
①在动滑轮挂钩上挂1个钩码，钩码的质量用m表示，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，弹簧测力计的示数用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、F、s、h测量数据记录在表格中；
②保持绳子自由端移动的距离s不变，依次改变动滑轮所挂钩码个数，仿照步骤（1）再做5次实验，将测量数据记录在表格中．
③利用W_总=F s，计算出各次的总功，用W有用=G h=mgh，计算出各次的有用功，并将各次的W_总、W有用记录在表格中．
请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小轩探究过程中存在的问题是：改变了钩码的重力，使动滑轮的机械效率也发生变化，没有改变绳子自由端的距离s，来改变自变量W_总
（2）请你针尖对小轩探究过程中存在的问题，写出改进措施：保持钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s．

Answer 1

分析 对同一滑轮组，改变提升物体的重力可改变机械效率，为控制机械效率不变，应提升同一重物，通过改变提升物体的高度（即没有改变绳子自由端的距离s）来改变有用功（即自变量W_总）．据此分析存在问题及改进措施．

解答 解：对同一滑轮组，改变提升物体的重力可改变机械效率，为控制机械效率不变，应提升同一重物，通过改变提升物体的高度（即没有改变绳子自由端的距离s）来改变有用功（即自变量W_总）．
（1）故小轩探究过程中存在的问题是：改变了钩码的重力，使动滑轮的机械效率也发生变化，没有改变绳子自由端的距离s，来改变自变量W_总
（2）针对小轩探究过程中存在的问题，写出改进措施：保持钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s
故答案为：（1）改变了钩码的重力，使动滑轮的机械效率也发生了变化，没有改变绳子自由端的距离s，来改变自变量W_总；
（2）保持钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s．

点评 本题考查控制变量法的运用及对实验方案的评估能力和尝试改进实验方案的能力，是中考的热点问题．