Question

（1）在利用電磁打點計時器（電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz）“驗證機械能守恒定律”的實驗中（ 結(jié)果均保留兩位小數(shù)）
某同學(xué)用圖所示裝置進行實驗，得到如圖所示的紙帶，把第一個點（初速度為零）記作O點，測出點O、A間的距離為68.97cm，點A、C間的距離為15.24cm，點C、E間的距離為16.76cm，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?.8m/s²，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內(nèi)，重錘動能的增加量為

8.00

J，重力勢能的減少量為

8.25

J．
利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a=

9.50

m/s²．
在實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總大于重錘增大的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中給出的已知量求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為

0.30

N．

（2）從表中選擇適當(dāng)?shù)钠鞑脑O(shè)計一個電路來測量電流表A₁的內(nèi)阻r₁，要求盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)．

器材（代號）	規(guī)格
電流表（A1）	量程10mA，待測內(nèi)電阻r1約2Ω
電流表（A2）	量程50 μA，內(nèi)阻r2=750Ω
電壓表（V）	量程15V，內(nèi)阻r3=10kΩ
定值電阻（R1）	阻值R1=35Ω
滑動變阻器（R2）	總電阻值約5Ω
電池（E）	電動勢1.5V，內(nèi)阻不計
開關(guān)S
導(dǎo)線若干

1某同學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙所示電路，那么為了滿足題目要求，應(yīng)選擇圖

乙

（選填“甲”或“乙”）．2同學(xué)A按電路圖乙將實物連接成如圖丙所示電路，同學(xué)B在閉合開關(guān)S前檢查發(fā)現(xiàn)有兩處錯誤或不恰當(dāng)?shù)牡胤�，請你指�?!--BA-->

電流表A₁正負接線柱接反了

_、

滑片P應(yīng)置于最左端

.3根據(jù)正確的電路選擇，由測量數(shù)據(jù)中的一組計算來r₁，則表達式r₁=

I2

I1

r₂-R₁

，式中各符號的意義是

I₁、I₂為A₁、A₂示數(shù)，r₂為A₂內(nèi)阻，R₁為定值電阻

Answer 1

分析：（1）做勻變速運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度，據(jù)此求出C點的速度，然后求出動能的增加量；由重力勢能的計算公式可以求出重力勢能的減少量；做勻變速直線運動的物體在相鄰的相等時間內(nèi)的位移之差等于定值at²，據(jù)此可以求出物體的加速度；由牛頓第二定律可以求出重錘下落過程中受到的阻力．
（2）電源電動勢是1.5V，電壓表量程是15V，用電壓表測電流表兩端電壓誤差太大，應(yīng)用內(nèi)阻已知的電流表A₂與待測電流表并聯(lián)測待測電流表兩端電壓；連接電路時電表正負接線柱不要接反，滑動變阻器采用分壓接法時，閉合開關(guān)前，分壓電路電壓應(yīng)為零，根據(jù)電路圖分析答題；

解答：解：（1）①物體做勻速直線運動，C點的速度：
v_C=

AE

4T

=

0.1524+0.1676

4×0.02

m/s=4.00m/s，
C點的動能為E_KC=

1

2

mv²=0.5×1.0×16 J=8.00J；
重力勢能的減少量為△E_p=mg=1.0×9.8×（68.97+15.24）×10^-2J=8.25J；
②由△x=at²可得，重錘下落的加速度：
a=

CE-AC

(2T)2

=

(16.76-15.24)×10-2

(2×0.02)2

m/s²=9.50m/s²．
③由牛頓第二定律得：mg-F_f=ma，F(xiàn)_f=mg-ma=0.30 N．
（2）電流表A₁承受最大電壓U_m=10×10^-3×2=0.02V，
電壓表V的量程U_m=15V，甲電路不可，應(yīng)選乙電路．
由電路圖可知：電流表A₁正負極接反了；滑動變阻器采用分壓接法，
滑動觸頭P應(yīng)置于滑動變阻器的最左端．
根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，由歐姆定律可得：
I₂r₂=I₁（r₁+R₁），解得：r₁=

I2

I1

r₂-R₁，
I₁、I₂分別為A₁、A₂示數(shù)，r₂為A₂內(nèi)阻，R₁為定值電阻．
故答案為：（1）8.00；8.25；9.50；0.30；
（2）乙；電流表A₁正負接線柱接反了；滑片P應(yīng)置于最左端；
（3）

I2

I1

r₂-R₁；I₁、I₂為A₁、A₂示數(shù)，r₂為A₂內(nèi)阻，R₁為定值電阻．

點評：要掌握勻變速運動的運動規(guī)律，由勻變速運動的運動規(guī)律求出重錘的瞬時速度與加速度．