Question

实验题
（Ⅰ）把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于光滑的水平桌面上，如图所示．烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，研究物体间相互作用时的守恒量：
（1）实验器材除了两个金属球、轻弹簧、细线、重锤线、白纸、复写纸外，还要有：

 

（2）需要直接测量的数据是：

 

（3）根据实验数据可以推测实验中的守恒量是：

 

（A动能Ek=

1

2

mv2，B动量p=mv，C速度）
（Ⅱ）某同学从小贩那里低价买了一个手机，先欲通过对手机电池（如图）的电动势和内阻的测试来判断手机的性能，请利用学过的知识帮他设计这个实验．可供选择的器材见表所列，该同学的前期工作如下：

电流表A（0.6A，3A  r=2Ω）

电压表V1（3V，15V   r=1000Ω）

滑动变阻器R1（0～10Ω  1A）

滑动变阻器R2（0～1000Ω  200mA）

待测电池

电键、导线若干．

1请根据现有器材设计电路图，其中滑动变阻器应选则

 

．

②根据你设计的电路图，完成实物电路的连接（注意量程的选择）
（注：原创，现在我省手机的普及程度很高，但市场上出现了很多山寨机，通过对电板的测试，有助于我们判断手机性能的好坏）

Answer 1

分析：（1）两球做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度．将需要验证的关系速度用水平位移替代．
（2）电池的内阻较小，滑动变阻器的阻值变化范围不宜太大，本题用闭合电路欧姆定律列式求解电源内阻，按要求即可画出电路图；调节滑动变阻器，测量电流表及电压表的示数，根据闭合电路欧姆定律列式即可求解．

解答：解：（Ⅰ）取小球1的初速度方向为正方向，两小球质量和平抛初速度分别为m₁、m₂，v₁、v₂，平抛运动的水平位移分别为S₁、S₂，平抛运动的时间为t．
        需要验证的方程：0=m₁v₁-m₂v₂
                 又v₁=

S1

t

，v2=

S2

t

代入得到m₁S₁=m₂S₂
故需要测量两小球的质量m₁和m₂，两小球落地点到桌面边缘的水平距离S₁，S₂
所以还需要的器材为刻度尺、天平，守恒量为动量
故答案为：天平、刻度尺；两小球的质量m₁和m₂，两小球落地点到桌面边缘的水平距离S₁，S₂；B
（Ⅱ）电池的内阻较小，滑动变阻器的阻值变化范围不宜太大，所以选R₁（0～10Ω  1A）比较合适；
本题用闭合电路欧姆定律列式求解电源内阻，滑动变阻器与电流表串连接入电源，电压表接在电阻箱两端，电路图如图所示：
根据电路图连接好实物图如下，
注意电池的电压是3.7V，选择正确的量程．
故答案为：R₁；如图所示．

点评：（1）本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证．
（2）本题主要运用闭合电路欧姆定律列方程求解电源内阻，难度适中．