Question

15．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）．小軒計劃用這些器材探究：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．
小軒的主要實驗步驟如下：
①在動滑輪掛鉤上掛1個鉤碼，鉤碼的質量用m表示，用彈簧測力計豎直向上勻速拉繩子自由端，彈簧測力計的示數用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、F、s、h測量數據記錄在表格中；
②保持繩子自由端移動的距離s不變，依次改變動滑輪所掛鉤碼個數，仿照步驟（1）再做5次實驗，將測量數據記錄在表格中．
③利用W_總=F s，計算出各次的總功，用W有用=G h=mgh，計算出各次的有用功，并將各次的W_總、W有用記錄在表格中．
請根據以上敘述回答下列問題：
（1）小軒探究過程中存在的問題是：改變了鉤碼的重力，使動滑輪的機械效率也發生變化，沒有改變繩子自由端的距離s，來改變自變量W_總
（2）請你針尖對小軒探究過程中存在的問題，寫出改進措施：保持鉤碼個數不變，依次改變繩子自由端移動的距離s．

Answer 1

分析 對同一滑輪組，改變提升物體的重力可改變機械效率，為控制機械效率不變，應提升同一重物，通過改變提升物體的高度（即沒有改變繩子自由端的距離s）來改變有用功（即自變量W_總）．據此分析存在問題及改進措施．

解答 解：對同一滑輪組，改變提升物體的重力可改變機械效率，為控制機械效率不變，應提升同一重物，通過改變提升物體的高度（即沒有改變繩子自由端的距離s）來改變有用功（即自變量W_總）．
（1）故小軒探究過程中存在的問題是：改變了鉤碼的重力，使動滑輪的機械效率也發生變化，沒有改變繩子自由端的距離s，來改變自變量W_總
（2）針對小軒探究過程中存在的問題，寫出改進措施：保持鉤碼個數不變，依次改變繩子自由端移動的距離s
故答案為：（1）改變了鉤碼的重力，使動滑輪的機械效率也發生了變化，沒有改變繩子自由端的距離s，來改變自變量W_總；
（2）保持鉤碼個數不變，依次改變繩子自由端移動的距離s．

點評 本題考查控制變量法的運用及對實驗方案的評估能力和嘗試改進實驗方案的能力，是中考的熱點問題．