题目内容

4．实验桌上有如图所示的实验装置，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）．小军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，则有用功与总功的关系”．小军的主要实验步骤如下：
①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，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，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=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，并将各次的总功、有用功记录在表格中．请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小军计划探究的问题中的自变量是总功，控制变量是动滑轮的机械效率；
（2）画出记录实验数据的表格．

分析 （1）实验中探究机械效率不变时有用功与总功的关系，所以应控制机械效率不变，改变总功，测出有用功进行比较，从而可确定控制的量、自变量；
（2）根据题目中给出的条件，分析表格中所需的内容，根据有用功、总功的概念分析所需的物理量．

解答 解：
（1）要探究动滑轮的机械效率不变，有用功跟总功的关系，则应控制机械效率不变，改变总功，所以自变量是总功，控制变量是机械效率；
（2）根据W有用=Gh=mgh，W总=Fs可得，表格中应包括物体质量m、上升高度h、绳子自由端移动距离s、拉力F、总功W总及有用功W有用，并注意单位，表格如下所示：

m/kg
h/m
s/m
F/N
W 总/J
 W有/J
故答案为：（1）总功，动滑轮的机械效率；（2）见上表．

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，考查了对实验的原理的理解和掌握，同时考查了实验数据表格的设计，属于难题．

练习册系列答案
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13．根据表格中的数据，下列说法正确的是（　　）
 物质 铝 铁 铜 水 煤油
 ρ/（kg•m-3） 2.7×103 7.9×103 8.9×103 1.0×1030.8×103
A．将同一实心铝球分别浸在水和煤油中，在水中时铝球受到的浮力更大
B．装有煤油和水的两个容器底部受到的液体压强与液体深度的关系可用图象表示，其中图线b表示的是水
C．相同体积的铜块、铝块，放在地面上时，铜块对地面的压强大
D．用力分别匀速提升等体积的铁块和铝块，提升的高度之比为3：2，时间之比为5：9，则两次拉力的功率之比为79：10
15．下列说法正确的是（　　）
A．用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做了功
B．手提水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功
C．手提水桶不动，手的拉力与水桶对手的作用力是一对平衡力
D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
12．自行车是我们熟悉的交通工具．从自行车的结构和使用来看，它涉及到不少有关物理的知识：要使自行车立即停住，应紧握刹把，这是用在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力的方法来增大摩擦；坐垫呈马鞍形，它能够增大坐垫与人体的接触面积，减小臀部所受到压强，所以人才会感到舒服．
19．关于物体的质量，下列叙述正确的是（　　）
A．把一铅块压成铅片，形状变了，质量也变了
B．一铁块温度由20℃升高到70℃，温度升高了，但质量没变
C．一块冰溶化成水，状态变了，质量也变了
D．一根铝棒从赤道带到北极，由于位置变了，质量也变了
9．如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为η2，若不计滑轮的摩擦和绳重，则（　　）
A．W1=W2  η1=η2B．W1=W2   η1＞η2C．W1＜W2   η1＞η2D．W1＞W2   η1＜η2
16．托起两个鸡蛋所用的力大约是（　　）
A．1NB．0.5NC．2ND．1.5N
13．以下选项中，不能用“流体压强与流速关系”解释的是（　　）
A．风中的雨伞容易“上翻”B．正在漂流的一只“橡皮船”
C．正在空中滑翔的“雄鹰”D．地面上刮起的“龙卷风”
14．小芳的质量是45kg，两只脚与地之间的接触面积大约是400cm2，当她在水平路面上走路时，求她对地面的压力和压强分别为多少？

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