题目内容

(2011?自贡模拟)(1)与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图(1)甲所示,a、b分别是光电门的光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过肘,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图(1)乙所示装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤.让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图(1)丙所示.
①读出滑块的宽度d=
5.015
5.015
cm
②滑块通过光电门1的速度V1=
1.0
1.0
m/s,滑块通过光电门2的速度V2=
2.5
2.5
m/s(结果保留两位有效数字).
③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成实验,除了测出V1V2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是
P点到桌面高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,斜面的长度s
P点到桌面高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,斜面的长度s
写明代表物理量的字母)
④动摩擦因数的表达式u=
h
a
-
(v2-v12)s
2Lga
h
a
-
(v2-v12)s
2Lga

(2)某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻.实验室中有如下器材:
A、待测干电池
B、电流表G((0-3mA,内电阻r1=20Ω)
C、电流表A(0-0.6A,内电阻r2=0.2Ω)     
D、滑动变阻器甲(最大阻值10Ω)
E、滑动变阻器乙(最大阻值100Ω)       
F、定值电阻值=100Ω
G、定值电組R2=5OOΩ                       
H、定值电阻R3=1.5kΩ
以及导线和开关.
由于没有电压表,为此他设计了图2

所示的电路完成了实验要求的测量.
①为了方便并能较准裤地测暈,滑动变阻器应选
D
D
定值电阻应选
G
G
.(填写各器材前的序号)
②若某次测量中电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2改变滑动变阻器滑片的位置后,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2.则可知此电源的内阻r=
(I1-I1)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
(I1-I1)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
,电动势E=
(I1′I2-I1I2′)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
(I1′I2-I1I2′)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
分析:(1)①由图可以看出,该游标卡尺是20分度的,精确度是0.05mm,从而可以读出小滑块的宽度;
②很短的时间内,我们可以用这一段的平均速度来代替瞬时速度,由此可以求得滑块的速度大小;
③根据滑动摩擦力的公式可以判断求动摩擦因数需要的物理量;
④由滑块的运动情况可以求得滑块的加速度的大小,再由牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小,再由滑动摩擦力的公式可以求得滑动摩擦因数.
(2)①将电流表G串联一个电阻,可以改装成较大量程的电压表.因为电源的内阻较小,所以应该采用较小最大值的滑动变阻器,有利于数据的测量和误差的减小.
②根据闭合电路欧姆定律列式,把两组数据带入方程构成方程组即可求解.
解答:解:(1)①由于该游标卡尺是20分度的,它的精确度是0.05mm,主尺的读数是50mm,游标尺上的读数是3×0.05mm=0.15mm,所以小铁块的宽度是d=50.15mm,即d=5.015cm.
②根据极限的思想,在时间很短时,我们可以用这一段的平均速度来代替瞬时速度,
所以滑块通过光电门l的速度是v1=
d
t1
=
0.05015
0.05
m/s=1.0m/s
滑块通过光电门2的速度是v2=
d
t2
=
0.05015
0.02
m/s=2.5m/s
③滑块向下做匀加速运动,若求出加速度,根据mgsinθ-f=ma可求得摩擦力,还要知道正压力的大小,对滑块进行受力分析可知:N=mgcosθ,所以可以测量P点到桌面高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,斜面的长度s,求解sinθ,cosθ,故还需测量的物理量是:P点到桌面高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,斜面的长度s;
④根据匀加速直线运动位移速度公式得:
a=
v2-v12
2L

根据mgsinθ-f=ma
得f=mgsinθ-
(v2-v12)m
2L

而f=μN=μmgcosθ
所以μ=
f
N
=
mgsinθ-
(v2-v12)m
2L
mgcosθ
=
h
a
-
(v2-v12)s
2Lga

(2)①本题中没有提供电压表,所以可以将电流表G串联一个电阻,改装成较大量程的电压表,干电池的电动势约为1.5V,所以选择G定值电組R2=5OOΩ与B串联构成电压表,由于电源的内阻较小,所以应该采用较小最大值的滑动变阻器,故选D、滑动变阻器甲(最大阻值10Ω)
故选:DG
②根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir得:
I1(R2+r1)=E-I2r
I1′(R2+r1)=E-I2′r
解得:E=
(I1-I1)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
,r=
(I1′I2-I1I2′)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2

故答案为:(1)①5.015;②1.0;2.5;③P点到桌面高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,斜面的长度s;④
h
a
-
(v2-v12)s
2Lga

(2)①D,G;②
(I1-I1)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
(I1′I2-I1I2′)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
点评:(1)游标卡尺的读数要注意它的精确度是多少,同时还要注意,游标卡尺的读数是不需要估读的;
测量动摩擦因数时,滑动摩擦力的大小是通过牛顿第二定律计算得到的,加速度是通过滑块的运动情况求出来的.
(2)本题中没有提供电压表,所以可以将电流表G串联一个电阻,改装成较大量程的电压表,根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir列式可求得电源电动势及内阻.
练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网