题目内容

（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．实验步骤如下：
①把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器
②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力
③用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连
④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点
⑤测出s、s1、s2（如图乙所示），查得打点周期为T．

判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是
纸带上点迹间距相等
纸带上点迹间距相等
；
本实验还需直接测量的物理量是：
小车的质量M、砂桶的质量m
小车的质量M、砂桶的质量m
．（并用相应的符号表示）
探究结果的表达式是
mgs=
M
8T2
(
s
2
2
-
s
2
1
)
mgs=
M
8T2
(
s
2
2
-
s
2
1
)
．（用相应的符号表示）
（2）、从下面给定的器材中选出适当的实验器材（有些器材的阻值是大约值，有些器材的阻值是准确值）．设计一个测量阻值Rx约为15kΩ的电阻的电路，要求方法简捷，要尽可能提高测量的精度．
电流表A1，量程1mA，内阻rA1≈50Ω
电流表A2，量程300μA，内阻rA2≈300Ω
电流表A3，量程100μA，内阻rA3≈500Ω
电压表V1，量程10V，内阻rV1=15kΩ
电压表V2，量程3V，内阻rV2=10kΩ
滑动变阻器R1，全阻值50Ω，额定电流为1A
电池组，电动势3V，内阻很小但不能忽略开关及导线若干
①测量电路中电流表应选
A2
A2
，电压表应选
V2
V2
（填代号）
②在图所示的虚线框中画出测量Rx的电路图．

③在所测量数据中选一组数据计算Rx，计算表达式Rx=
U2
I2-
U2
rv2
U2
I2-
U2
rv2
，表达式中各符号表示的意义
U2表示电压表V2的示数，I2表示电流A2的示数．rV2表示电压表V2的内阻
U2表示电压表V2的示数，I2表示电流A2的示数．rV2表示电压表V2的内阻
．
分析：（1）平衡摩擦力是用重力的下滑分量来平衡小车受到的摩擦力，故最简洁的方法是调节木板倾角，使小车恰能匀速下滑；本题“探究恒力做功与动能改变的关系”，则要知道恒力的大小，和小车的动能，所以要测量小车的质量M、砂及砂桶的质量m；要探究的结论是合外力做的功等于小车动能的变化量．
（2）①由题意可知，电源电压为3V，而待测电阻约为15kΩ，则可知电路中电流的最大值，本着安全准确的原则可以选电压表及电流表；
②根据电阻阻值与电流表、电压表内阻的大小关系可以选出合理的接法，则可画出电路图；
③由接法可知RX两端的电压及电流，由欧姆定律可求得电阻值．
解答：解：（1）如果已经平衡好摩擦力，则此时小车做匀速运动，纸带上点迹间距应该相等．
本题“探究恒力做功与动能改变的关系”，则要知道恒力的大小，和小车的动能，所以要测量小车的质量M、砂及砂桶的质量m
合外力对小车做的功为W=mgs；
小车从A运动到B动能的变化量△EK=
1
2
M
v
2
B
-
1
2
M
v
2
A

  vB=
s2
2T
；vA=
s1
2T

所以探究结果的表达式是：mgs=
1
2
?M(
s2
2T
)2-
1
2
M(
s1
2T
)2=
M
8T2
(
s
2
2
-
s
2
1
)  
（2）①因电源电压为3V，故电压表只能选取V2，而由欧姆定律可知，电路中的电流约为I=
3V
15000Ω
=200mA，故电流表应选A2；
②电路应采用分压接法，且电流表采用外接法，如图所示：
③由题意可知，电压值为U2，而电流为A2中电流减去电压表分流电流，则由欧姆定律可知：Rx=
U2
Ix
=
U2
I2-
U2
rv2
，U2表示电压表V2的示数，I2表示电流A2的示数．rV2表示电压表V2的内阻；
故答案为：（1）纸带上点迹间距相等；小车的质量M、砂桶的质量m；mgs=
M
8T2
(
s
2
2
-
s
2
1
)；
（2）①A2；V2
②；
③
U2
I2-
U2
rv2
，U2表示电压表V2的示数，I2表示电流A2的示数．rV2表示电压表V2的内阻．
点评：本题考查《探究恒力做功与动能改变的关系》与《探究加速度与力、质量的关系》实验的迁移能力、误差分析能力、文字表述能力及从图表归纳所需信息能力．考查逻辑推理能力、运用数学知识解决物理问题能力和实验探究能力．
练习册系列答案
相关题目
（1）①在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某同学采用如图甲所示的装置的实验方案，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项必要措施是：

a．
平衡摩擦力
平衡摩擦力
；b．
钩码的重力远小于小车的总重力
钩码的重力远小于小车的总重力
．
②如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T．距离如图乙．则打C点时小车的速度表达式为（用题中所给物理量表示）
△x2+△x3
2T
△x2+△x3
2T
；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有
钩码的重力和小车的总质量．
钩码的重力和小车的总质量．
．
（2）用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验．以下是一实验小组所获取的部分实验数据，根据表格中数据，在图中取合适的坐标系，作出图象．

表格：小车受力相同（均取砂桶质量m=50g）．
次数 小车质量M/g 加速度a/m?s-2
1
M
/kg-1
1 200 1.91 5.00
2 250 1.71 4.00
3 300 1.50 3.33
4 350 1.36 2.86
5 400 1.12 2.50
6 450 1.00 2.22
7 500 0.90 2.00
根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：
不再满足小车质量远大于沙和砂桶的总质量
不再满足小车质量远大于沙和砂桶的总质量
．
（2011?开封一模）（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某同学采用图1所示装置的实验方案，他想用沙和沙桶的总重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，他使长木板左端抬起一个合适的角度，平衡摩擦力．你认为在实验中还应该使
小车质量远大于沙和沙桶的总质量．
小车质量远大于沙和沙桶的总质量．

如图2所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间问隔为T，距离如图．则打C点时小车的速度表达式为（用题中所给物理量表示）
△x2+△x3
2T
△x2+△x3
2T
；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除了要测量沙和沙桶的总重力、测量小车的位移、速度外，还要测出的物理量有
小车质量
小车质量
．

（2）用上面的装置也可以做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，以下是某一实验小组记录的部分实验数据．淆你根据表格中数据．在如图中取合适的坐标系作图象，寻找加速度和质量的关系．
他们实验时沙和沙桶的质量始终没有变化．
次数 小车质量M/g 加速度
1
M
/kg-1
1 200 1.91 5.00
2 250 1.71 4.00
3 300 1.50 3.33
4 350 1.32 2.86
5 400 1.12 2.50
6 450 1.00 2.22
7 500 0.90 2.00
根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：
未能满足小车质量远大于沙和砂桶的总质量．
未能满足小车质量远大于沙和砂桶的总质量．
．
（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．实验步骤如下：
①把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器
②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力
③用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连
④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点
⑤测出s、s1、s2（如图乙所示），查得打点周期为T．
判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是
 
；
本实验还需直接测量的物理量是：
 
．（并用相应的符号表示）
探究结果的表达式是
 
．（用相应的符号表示）
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（2）用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验．以下是一实验小组所获取的部分实验数据，根据表格中数据，在图中取合适的坐标系，作出图象．
表格：小车受力相同（均取砂桶质量m=50g）．
次数 小车质量
M/g		 加速度
a/m?s-2
1
M
/kg-1
1 200 1.91 5.00
2 250 1.71 4.00
3 300 1.50 3.33
4 350 1.36 2.86
5 400 1.12 2.50
6 450 1.00 2.22
7 500 0.90 2.00
根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：
 
．
（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．实验步骤如下：精英家教网
①把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器
②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力
③用细线将木板七的小车通过-个定滑轮与悬吊的托盘相连
④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点
⑤测出s、s1、s2 （如图乙所示），查得打点周期为T
判断已平衡摩擦力的直接证据是
 
；本实验还需直接测量的物理量是：
 
．（并用相应的符号表示）
探究结果的表达式是
 
．（用相应的符号表示）
（2）利用本装置还可以测量滑块与木板之间的动摩擦因数．将小车换成滑块，木板平放在水平桌面上，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放人适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．
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①上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、l、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度α=
 
（保留三位有效数字）．
②为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有
 
．（填入所选物理量前的字母）
A、木板的长度l
B、木板的质量m1
C、滑块的质量m2
D、托盘和砝码的总质量m3
E、滑块运动的时间t
测量上述所选定的物理量时需要的实验器材是
 
．
③滑块与木板间的动摩擦因数μ=
 
（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．

（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．实验步骤如下：

1把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器

2改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力

3用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连

4接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点

5测出s、s1、s2（如图乙所示），查得打点周期为T．

判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是_______________________________________；

本实验还需直接测量的物理量是：___________________________．（并用相应的符号表示）

探究结果的表达式是______________________________________．（用相应的符号表示）

次数

小车质量

M/g

加速度

a/m·s－2

1

200

1.91

5.00

2

250

1.71

4.00

3

300

1.50

3.33

4

350

1.36

2.86

5

400

1.12

2.50

6

450

1.00

2.22

7

500

0.90

2.00

（2）用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验．以下是一实验小组所获取的部分实验数据，根据表格中数据，在图中取合适的坐标系，作出图象．

表格：小车受力相同（均取砂桶质量m＝50g）．

根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：

________________________________．

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