Question

（1）一小组的同学用如图甲所示装置做“探究物体质量一定时，加速度与力的关系”实验．
①下列说法正确的有

 

．
A．平衡摩擦力时，用细线一端挂空砝码盘，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使小车在木板上近似做匀速直线运动
B．每次改变砝码及砝码盘总质量之后，应重新平衡摩擦力
C．应让砝码及砝码盘总质量远大于小车及里面钩码的总质量
D．可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力
②乙图为实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分．从比较清晰的点迹起，在纸带 上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两计数点之间都有4个点迹没有标出，用刻度尺分别测量出A点到B、C、D、E的距离如图所示，己知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则此次实验中小车运动加速度的测量值a=

 

m/s²．（结果保留两位有效数字）
③某同学平衡摩擦力后，改变砝码盘中砝码的质量，分别测量出小车的加速度a．以 砝码的重力F为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，得如图丙所示的a-F图象，则图线不通过坐标原点的主要原因是

 

（2）为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内阻，某小组的同学从实验室里选取了以下器材：两节干电池组成的电池组（电动势约3V，内阻约1Ω）/电压表（量程0?3V，内阻约1OkΩ），电阻箱（0?999.9Ω），保护电阻R₀（阻值5Ω），开关一只，导 线若干．
①在图1所示的实验原理实物图中，该同学已完成了部分导线的连接，为使电压表示数有较大的变化范围，请用笔 画线代替导线完成余下的导线连接．
②实验中，同学们试着用多用电表代替电压表测量电
压．在完成机械调零之后，应将选择幵关拨到表盘上的

 

区域（选填“Ω”、“V”、“V”或“A“）．
③同学们根据以上的实验原理和方法进行了实验，通过调节电阻箱的电阻值，得到了多组电阻箱阻值R和电压表示数U，并以

1

U

为纵坐标，

1

R

为横坐标，作出

1

U

-

1

R

的关系图线2（该图线为一条直线）如图所示，由图线可求得电池组的电动势

 

V，内阻r=

 

Ω．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析：1、解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
根据纸带数据，由△x=at²可求小车的加速度．
2、将电源、开关及电阻箱串接，电压表并联在电阻箱两端；注意接线要接在接线柱上，导线不能交叉；
由电路的接法利用闭合是路欧姆定律可得出表达式，再利用数学规律可求得电动势和内阻．

解答：解：（1）①A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动．故A错误．
B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B错误．
C、应让砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码的总质量，故C错误
D、砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力，故D正确
故选：D．
②由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
设A到B之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：
a=

1

2

（a₁+a₂）
即小车运动的加速度计算表达式为：
a=

XCE-XAC

4T2

=

0.2290-0.0902-0.0902

4×(0.1)2

m/s²=1.2m/s²
③当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，这是平衡摩擦力时木板倾角θ太大，即平衡摩擦力过度引起的．
（2）①连接实验电路如图所示，
②在完成机械调零之后，应将选择幵关拨到表盘上的V区域测量电压．
③由原理图可知，本实验采用的是伏阻法，由闭合电路欧姆定律可得：
U=

E

R+r+R0

R；
变形得：

1

U

=

1

E

+

r+R0

E

?

1

R

，
由数学知识可知，图象中的斜率k=

r+R0

E

；截距b=

1

E

；
由图可知，b=0.34，故E=2.94V；
斜率k=

0.34

0.17

=2   
所以有：r=kE-R₀=0.882Ω
故答案为：（1）①D；②1.2；③平衡摩擦过度（2）①如图所示．
②“V”．
③2.94，0.882．

点评：1、教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．
2、本题求电动势和内阻的关键在于正确的由闭合电路欧姆定律得出函数关系，从而结合图象求出．