题目内容

(1)某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,得到一条点迹清晰的纸带如图1所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标以O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50Hz.
①如果测得C、D两点间距S4=2.70cm,D、E两点间距S5=2.90cm,则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为
 
,小车的速度值vD=
 
m/s.(保留三位有效数字)
②该同学分别算出其它速度:vA=0.220m/s,vB=0.241m/s,vc=0.258m/s,vE=0.300m/s,请设计实验数据记录表格填入框中如图2,并在坐标系中作出小车运动的v-t图象,设O点为计时起点.
③由所做v-t图象判断,小车所做的运动为
 

(2)某同学测量一只未知阻值的电阻.
①他先用万用表初步测量,将选择开关旋至“×10”档,进行欧姆调零后进行测量,结果如图3甲所示.其阻值为
 
.为了使测量的结果更精确些,选择开关应调到
 
档;
②若该同学再用“伏安法”测量该电阻,所用器材如图3乙所示,其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω,滑动变阻器阻值为50Ω.图中部分连线已经连接好,为了尽可能准确地测量,请你完成其余的连线;用此种方法测得的电阻值将
 
(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值.
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分析:(1)①根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,求出D点的瞬时速度.
②③每两个相邻的计数点间的时间间隔为0.1s,根据每个时刻的速度作出v-t图线.通过速度时间图线得出小车的运动规律.
(2)①欧姆表的读数等于表盘读数乘以倍率.表盘的读数的零刻度在右边,当指针偏角比较小时,可知电阻较大,应换成大倍率的挡位.
②由于滑动变阻器的总电阻远小于待测电阻,若采用滑动变阻器限流式式接法,指针变化不大,测量的误差大,需采用分压式接法.根据待测电阻与电流表内阻、电压表内阻比较,确定其大电阻还是小电阻,从而确定电流表的内外接.
解答:解:(1)①根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,得vD=
S4+S5
2T
,代入数据得,vD=
(2.70+2.90)×10-2
0.2
m/s=0.280m/s

②每相邻两个点的时间间隔为0.1s,确定出每个时刻的瞬时速度,作出v-t图线.如图1所示.

时间t
(s)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
速度v
(m/s)
0.220 0.241 0.258 0.280 0.300
③因为速度时间图线是一条倾斜的直线,知小车做匀加速直线运动.
(2)①欧姆表的读数为100×10Ω=1000Ω.由于指针偏角比较小,知该电阻较大,为了测量更准确,应换大倍率的挡位,即“×100”挡.
②由于滑动变阻器总电阻较小,若采用限流式接法,电路中的电流变化不大,测量误差较大,所以滑动变阻器采用分压式接法.由于待测电阻与电压表的内阻相当,远大于电流表的内阻,属于大电阻,“大内偏大”,知电流表用内接法,测量的误差偏大.实物连线图如图2所示.
故答案为:(1)①vD=
S4+S5
2T
,0.280.②表格如图所示,v-t图线如图1所示.③匀加速直线运动.
(2)①1000Ω,×100 
②如图2所示.大于
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点评:本题考查了力学和电学的两个实验,难点在于滑动变阻器的分压式接法和限流式接法的选择,以及电流表内外接的选择,关于这两种方式的选择,同学们需加以总结.
练习册系列答案
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D
D

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砝码质量m/g 100 200 300 400 500
时间t/s 21.2 30.0 36.7 42.4 47.4
此同学根据测量数据作出了m-t图象如图所示

下面请你来帮助他完成实验任务,并回答相关问题:
①根据这位同学作出的m-t图象可知,他的猜想是否正确?
不正确
不正确
(填“正确”或“不正确”)
②观察这位同学作出的m-t图线形状及走势,提出你对振动时间t与砝码质量m间关系的假设,并通过列表作出相应的图象,得出结论,写出t与m间的关系式.
如果在计算或作图时需要,可参考下面的根式表:
m 100 200 300 400 500
m
10.0 14.1 17.3 20.0 22.4
 3
m
4.6 5.8 6.7 7.4 7.9
假设:
t∝
m
或 砝码的质量与时间的平方成正比
t∝
m
或 砝码的质量与时间的平方成正比

列表:
m
/
g
m
/
g
10.0
10.0
14.1
14.1
17.3
17.3
20.0
20.0
22.4
22.4
时间t/s
时间t/s
21.2
21.2
30.0
30.0
36.7
36.7
42.4
42.4
47.4
47.4
作图:(画在答题卡的坐标纸上)
结论:
图象是一条过原点的倾斜直线,说明砝码做30次全振动的时间与其质量的平方根成正比
图象是一条过原点的倾斜直线,说明砝码做30次全振动的时间与其质量的平方根成正比

关系式:
m=0.22t2(在0.20t2-0.25t2之间均正确)
m=0.22t2(在0.20t2-0.25t2之间均正确)

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