Question

（1）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中
①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖1所示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的“直流”上；
C．先釋放紙帶，再接通電源打出一條紙帶；
D．測量紙帶上某些點間的距離；
E．根據測量的結果，分別計算重錘下落過程中減少的重力勢能和增加的動能．
其中操作不當?shù)牟襟E是：

 

（填選項對應的字母）．
②正確操作后打出的紙帶如圖2所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出AC的距離為s₁，CE的距離為s₂，打點的頻率為f，則打C點時重錘下落的速率v_c=

 

．
③實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能大于重錘動能的增量，其主要原因是在重錘下落的過程中存在阻力作用（設阻力恒定），可以通過該實驗裝置測阻力的大小．若已知當?shù)刂亓�加速度為g，重錘的質量為m．試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據符號表示出重錘在下落過程中受到的阻力大小F=

 

．

（2）某同學為了測定一只電阻的阻值，采用了如下方法：
①用多用電表粗測：多用電表電阻擋有4個倍率：分別為×1k、×100、×10、×1，該同學選擇×100倍率，用正確的操作步驟測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度太大（指針位置如圖3中虛線所示）．
為了較準確地進行測量，請你補充完整下列依次應該進行的主要操作步驟：
a．

 

．
b．兩表筆短接，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指在0Ω處．
c．重新測量并讀數(shù)，若這時刻度盤上的指針位置如圖中實線所示，測量結果是

 

．
②該同學用伏安法繼續(xù)測定這只電阻的阻值，除被測電阻外，還有如下實驗儀器
A．直流電源（電壓3V，內阻不計）
B．電壓表V₁（量程0-5V，內阻約為5kΩ）
C．電壓表V₂（量程0-15V，內阻約這25kΩ）
D．電流表A₁（量程0-25mA，內阻約為1Ω）
E．電流表A₂（量程0-250mA，內阻約為0.1Ω）
F．滑動變阻器一只，阻值0-20Ω
G．電鍵一只，導線若干在上述儀器中，電壓表應選擇

 

（填“V₁”或“V₂”），電流表應選擇

 

（填“A₁”或“A₂”）．請在圖4所示的方框內畫出電路原理圖．
③根據所設計的實驗原理圖，將圖5中實物連接成測量電路．

Answer 1

分析：（1）正確解答本題需要掌握：理解該實驗的實驗原理，需要測量的數(shù)據等；明確打點計時器的使用；理解實驗中的注意事項以及如何進行數(shù)據處理；對于任何實驗注意從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
（2）①歐姆表的指針偏轉較大時的讀數(shù)的誤差大，讀數(shù)較小，要換小的倍率．
②電壓表或電流表在讀數(shù)時，盡量讓指針偏轉到

1

3

～

2

3

．估算電路中最大電流，即可選擇電流表的量程．確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
③根據電路圖作出實物連接電路圖．

解答：解：（1）①不當?shù)牟襟E是BC，打點計時器應接交流電源．開始實驗時，應先將接通電流，讓打點計時器打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，采集的數(shù)據小，會對實驗產生較大的誤差；
②打點的周期為T=

1

f

，則打C點時重錘下落的速率v_c=

s1+s2

4T

=

(s1+s2)f

4

；
③由s₂-s₁=a（2T）²，得重錘的加速度為a=

(s2-s1)f2

4

根據牛頓第二定律得：mg-F_阻=ma
則得阻力F_阻=m[g-

(s2-s1)f2

4

]
（2）①a．換用倍率×10的檔；c．120Ω
②電壓表或電流表在讀數(shù)時，盡量讓指針偏轉到

1

3

～

2

3

．故電壓表的量程應選擇5V，即選擇V₁；
電路中的電流最大值約為 Imax=

E

RX

=

3

120

A=25mA．故電流表應選擇25mA的毫安表A₁．
∵

RV

Rx

＜

Rx

RA

∴電流表內接法誤差較小．
滑動變阻器的總電阻小于R_x，故變阻器接成分壓式．電路圖如圖所示．
③對照電路圖實物圖如圖所示．
故答案為：
①BC；②

(s1+s2)f

4

；③m[g-

(s2-s1)f2

4

]
（2）①a．換用倍率×10的檔；c．120Ω
②V₁；A₁；原理圖如下圖所示 ③如圖所示

點評：對于基礎實驗要從實驗原理出發(fā)去理解，要親自動手實驗，深刻體會實驗的具體操作，不能單憑記憶去理解實驗．