Question

请完成以下两小题．
（1）在利用自由落体验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图，其中O是起始点（打点计时器打O点时，物体恰好开始下落），A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离分别为9.51cm、12.42cm、15.70cm．若下落物体的质量为0.1Kg，该同学用它在OB段的运动来验证机械能守恒定律，则该过程物体重力势能的减少量为

 

 J，动能的增加量为

 

J（结果均保留3位有效数字，已知当地的重力加速度g=9.8m/s²）．
（2）图甲为热敏电阻与继电器组成的控温电路，用来控制电冰箱的工作．电路中热敏电阻置于冰箱储藏室内，R₂为调温电阻，调节它（即调节冰箱内的温控旋钮）可以设置电冰箱储藏室的温度，当冰箱储藏室内的温度高于设置温度时，电路中继电器线圈中的电流大于20mA，继电器衔铁P被吸合，冰箱压缩机（接在图中a、b两点间）开始工作．图乙为该热敏电阻的阻值随温度变化的曲线．已知继电器线圈的电阻R₁=25Ω，电源的电动势E₁=9V，内阻不计．
①若将R₂调到25Ω，冰箱储藏室设置的温度为

 

?C．
②要想使冰箱内设置的温度再高一点，电阻R₂的滑动触头应该向

 

移动．
③若更换电路中某一元件，并对电路进行适当改造，可以用来控制路灯（路灯接在a、b两点间），使之能够根据外界的亮暗自动开启或关闭，需要将

 

更换成

 

．

Answer 1

分析：纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
从图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值，根据欧姆定律可知，热敏电阻两端的电压减小；

解答：解：（1）利用匀变速直线运动的推论得：
v_B=

xAC

tAC

=1.55m/s
△E_k=E_kB-0=

1

2

mv_B²=0.120J
重力势能减小量△E_p=mgh=0.1×9.8×0.1242J=0.122J．
（2）已知继电器线圈的电阻R₁=25Ω，电源的电动势E₁=9V，内阻不计
①若将R₂调到25Ω，电路中继电器线圈中的电流大于20mA，继电器衔铁P被吸合，
R_总=

E

I

=450Ω
所以当热敏电阻阻值等于400Ω时，电路中继电器衔铁P被吸合，根据乙图得此时温度为10℃
将R₂调到25Ω，冰箱储藏室设置的温度为10℃．
②要想使冰箱内设置的温度再高一点，就要减小热敏电阻的阻值，根据欧姆定律可知，就要增大电阻R₂，
所以电阻R₂的滑动触头应该向右移动．
③可以用来控制路灯（路灯接在a、b两点间），使之能够根据外界的亮暗自动开启或关闭，需要将热敏电阻更换成光敏电阻．
故答案为：（1）0.122，0.120
（2）①10；②右；③热敏电阻，光敏电阻．

点评：纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留．
本题题干大、看起来复杂，属于“纸老虎”型题目，分析时从题目要求入手，需要什么条件再从题干中寻找，一般都很容易．