Question

（1）為描繪出平拋運動的軌跡，某同學(xué)設(shè)計了以下實驗，每隔相等的時間T就將一個同樣大小的小球從斜槽軌道上P位置處由靜止釋放，這樣，在同一時刻，會有多個小球同時在空中運動，該同學(xué)認為，由于每個小球平拋運動的軌跡是重合的，因此，只要在同一張底片上拍攝下某一時刻各小球的位置，將各小球位置用平滑的曲線連續(xù)起來應(yīng)得到了小球平拋運動的軌跡．在重復(fù)多次實驗后，終于得到了一張如圖1所示的照片，圖中坐標(biāo)原點恰好是小球剛要水平拋出的時球心的位置．照片中有一個與C球相鄰的小球D，則在圖示時刻，設(shè)小球D的位置坐標(biāo)為（x，y），則x=

60

cm，y=

80

cm．

（2）現(xiàn)提供以下器材：
①電壓表V₁（量程6V，內(nèi)阻約為30kΩ）
②電壓表V₂（量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ）
③電池E（電動勢6V，內(nèi)阻不計）
④定值電阻R₁=3kΩ
⑤滑動變阻器R₂（最大阻值為20Ω）
⑥電鍵S一個，導(dǎo)線若干
（1）在所給的兩只電壓表中，能較準(zhǔn)確地測出電壓表

V

2

的內(nèi)阻（選填“V₁”或“V₂”）；
（2）根據(jù)你的選擇，請在圖2方框中畫出實驗電路原理圖（標(biāo)注所用器材符號）；
（3）實驗中，要讀出的物理量有

電壓表

V

1

的示數(shù)

U

1

，電壓表

V

2

的示數(shù)

U

2

（寫出物理量名稱并用相應(yīng)字母表示）；
（4）請用已知量和測量量對應(yīng)字母表示被測電壓表內(nèi)阻的表達式R_V=

U2R1

U1-U2

．

Answer 1

分析：本題（1）的關(guān)鍵是明確平拋運動的處理方法：水平方向是勻速直線運動，豎直方向是自由落體運動，根據(jù)兩分運動的等時性和獨立性不難求解；題（2）的關(guān)鍵是根據(jù)電壓表量程大小可想到將小量程電壓表與定值電阻串聯(lián)然后再與大量程電壓表并聯(lián)的方法，通過計算，若能解出電壓表內(nèi)阻說明可行；然后再選擇變阻器的接法即可．

解答：解：（1）根據(jù)平拋規(guī)律可知，D點的橫坐標(biāo)x=4×3△L=12×0.5cm=60cm，
D點的縱坐標(biāo)可以由

y   1

y   4

=

1

9

，所以縱坐標(biāo)y=

y

1

+7y

1

+5y

1

+

3y

1

=16×0.5cm=80cm
（2）（1）由于電壓表

V

2

的量程

V

1

的2倍，而電壓表

V

2

的內(nèi)阻與定值電阻相同，所以可將電壓表

V

2

先與定值電阻串聯(lián)然后再與電壓表

V

1

并聯(lián)，根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律應(yīng)有：

U

1

=

U

2

+

U   2

r   2

?R

1

，由此可解出電壓表

V

2

的內(nèi)阻

r

2

的值，即能測出電壓表

V

2

的內(nèi)阻．
（2）由于變阻器的全電阻遠小于電壓表的內(nèi)阻，所以變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖所示；

（3）根據(jù)（1）的分析可知，實驗中應(yīng)讀出電壓表

V

1

的示數(shù)

U

1

，電壓表

V

2

的示數(shù)

U

2

．
（4）由電路圖，根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律應(yīng)有：

U

1

=

U

2

+

U   2

r   2

?R

1

，解得

r

2

=

U2R1

U1-U2

故答案為：（1）60，80
         （2）（1）

V

2

，（2）如圖，（3）電壓表

V

1

的示數(shù)

U

1

，電壓表

V

2

的示數(shù)

U

2

，（4）

U2R1

U1-U2

點評：應(yīng)掌握有關(guān)用坐標(biāo)紙法研究平拋運動實驗的解題思路和方法；明確處理電學(xué)實驗設(shè)計題目時，應(yīng)根據(jù)給出的儀器首先畫出電路圖，然后求解，若能解出某個物理量，就能用實驗測定該物理量，注意變阻器采用分壓式接法時的條件．