题目内容

（1）某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受合力F及质量m关系的实验，图34-1为实验装置简图．
①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，你认为下列哪二项说法是正确的：
AC
AC

A．要平衡摩擦力                    B．实验时不需要平衡摩擦力
C．钩码的重力要远小于小车的总重力  D．小车的总重力要远小于钩码的重力
②若要用图1装置验证合外力的功与动能变化之间的关系，在①的基础上，某同学用天平称量小车的总质量M．用弹簧秤称出钩码的总重力G．让钩码带动小车加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为
GL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
GL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
．（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．
（2）①某同学用如题图2所示的装置来探究机械能守恒定律：实验中，得到了甲、乙、丙三条实验纸带，如图3所示，则应选
甲
甲
纸带好．

在实验中若所用重物的质量为1.00kg，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图4所示，把第一个点记作O，另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm，70.18cm，77.76cm、85.73cm．
②根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于
7.62
7.62
J，动能的增加量等于
7.57
7.57
J（取三位有效数字）．
③由以上的计算结果可看出，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量
大
大
于动能的增加量，试简单阐述造成这一结果的两个理由
由于空气的阻力
由于空气的阻力
、
纸带与打点计时器之间有摩擦
纸带与打点计时器之间有摩擦
．
分析：（1）①该实验装置于验证牛顿第二定律的实验装置相同，为了让砝码的重力更加接近为小车的合外力，本实验中需要平衡摩擦力和让砝码重力远远小于小车重力．
②需要验证的关系为重力势能的减小量等于动能的增加量，据此可正确写出验证机械能守恒的表达式．
（2）①根据自由落体运动规律可知开始两点之间距离应该接近2mm．
②利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小，然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况．
③由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量．
解答：解：（1）①根据实验原理我们知道，为了让砝码的重力更加接近为小车的合外力，本实验中需要平衡摩擦力和让砝码重力远远小于小车重力，故BD错误，AC正确．
故选AC．
②本实验需要验证的是重力势能的减小量是否等于动能的增加量，因此需要验证的表达式为：GL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
．
故答案为：：GL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
．
（2）①打点计时器每隔0.02s打一个点，因此开始两点之间的距离接近于：h=
1
2
gt2=2mm，据此可知选择纸带甲最好．
故答案为：甲．
②重力势能的减小量为：mghOC=7.62J
C点的速度为：vC=
sBD
0.02×2
=
0.8573-0.7018
0.04
=3.8875m/s
C点时的动能为：EK=
1
2
m
v
2
C
=7.56J
故答案为：7.62，7.56．
③由于重物下落过程中存在空气阻力，重物克服阻力做功消耗能量，因此△Ep 略大于△Ek．
故答案为：大，由于空气的阻力，纸带与打点计时器之间有摩擦．
点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．
练习册系列答案
相关题目
某同学设计了一种测温装置，其结构如图（a）所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出（B管的体积与A泡的体积相比可略去不计）．该同学在某一恒定的大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度，测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示：
环境温度t（℃） -27 0 27 54 81 100
汞柱高x（cm） 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4
温度刻度t（℃） -27 0 27 54 81 100
该同学将上表中环境温度t（℃）和汞柱高x（cm）的数据输入图形计算器，绘制出x-T图象，如图（b）所示，请根据图象提供的信息：
（1）写出汞柱高x随环境温度T变化的函数关系式
x=75-0.2T
x=75-0.2T
；
（2）推断出当时的大气压强值p0=
75
75
cmHg；
（3）由于大气压要随季节和天气变化，所以用这种测温装置来测量温度不可避免地会产生误差，若有一次测量时大气压强p0′比上述大气压p0低了1cmHg，那么此次测量的温度测量值与其实际的真实值相比是
偏大
偏大
（选填“偏大”或“偏小”）的，测量值与真实值差
5
5
℃．
测量一只量程已知的电压表内阻，器材如下：
A．测电压表（量程3V，内阻约3KΩ）
B．电流表 （量程0.6A，内阻0.01Ω）
C．定值电阻R（阻值2KΩ，额定电流0.5A）
D．电源E（电动势约3V，内阻不计）
E．开关两只，S1、S2，导线若干
（1）某同学设计了如图 （甲）所示的测量电路，在实验操作时，发现不可行．你认为主要问题是
电流表量程太大，而电路中电流太小，电流表没有明显读数
电流表量程太大，而电路中电流太小，电流表没有明显读数
．
（2）请从上述所给器材中选用所需器材，帮助该同学设计一个能尽量减小实验误差的测量电路，并在虚线框内画出原理图，要求标明给定器材的符号．用需要测量的物理量和电路中器材已给的物理量，写出电压表内阻的计算式Rv=
U2R
U1-U2
U2R
U1-U2
．并从图（乙）所给的器材中选出你所需要的器材，连接成实验电路图．
（1）①某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图甲为实验装置简图．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，你认为下列哪二项说法是正确的：
A．要平衡摩擦力                    B．实验时不需要平衡摩擦力
C．钩码的重力要远小于小车的总重力  D．实验进行时应先释放小车再接通电源
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是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图．则打C点时小车的速度为
L3-L1
2T
L3-L1
2T
；若要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出两个物理量是
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）为检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器，现可供使用的器材如下：
A．待测滑动变阻器Rx，总电阻约5Ω
B．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6Ω
C．电流表A2，量程3A，内阻约0.12Ω
D．电压表V1，量程15V，内阻约15kΩ
E．电压表V2，量程3V，内阻约3kΩ
F．滑动变阻器R，总电阻约20Ω
G．直流电源E，电动势3V，内阻不计
H．电键S、导线若干
①为了尽可能精确测定Rx的总电阻值，所选电流表为
A1
A1
（填“A1”或“A2”），所选电压表为
V2
V2
（填“V1”或“V2”）．
②请根据实验原理图甲，完成图乙未完成的实物连接，使其成为测量电路．
③如图丙所示是用螺旋测微器测量待测滑动变阻器所采用的电阻丝的直径，则该电阻丝的直径为
1.205
1.205
mm．
（2010?山东）（1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d0开始时讲模板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t．
①木板的加速度可以用d、t表示为a=
2d
t2
2d
t2
；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）
保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值
保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值
．
②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是
c
c
．
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是
bc
bc
．
A．可以改变滑动摩擦力的大小
B．可以更方便地获取多组实验数据
C．可以比较精确地测出摩擦力的大小
D．可以获得更大的加速度以提高实验精度
（2）在测定金属电阻率的试验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：
①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是
待测金属丝
待测金属丝
（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）．
②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至
直流电压10V
直流电压10V
档（填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5mA”），再将
红
红
（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是
O
O
、
E
E
、
E
E
．
（1）①某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图中（甲）为实验装置简图．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，你认为下列说法中正确的是
 
（选填字母代号）．
A．实验时要平衡摩擦力                B．实验时不需要平衡摩擦力
C．钩码的重力要远小于小车的总重力    D．实验进行时应先释放小车再接通电源
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是计数点（每打5个点取一个计数点），其中L1=3.07cm，L2=12.38cm，L3=27.87cm，L4=49.62cm．则打C点时小车的速度为
 
m/s，小车的加速度是
 
m/s2．（计算结果均保留三位有效数字）
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（2）①某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是
 
mm、
 
A、
 
V．
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②已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ，电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电源电动势E=4.5V，内阻较小．则以下电路图中，
 
（选填字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏
 
（选填“大”或“小”）．
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③若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω，那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是图中的
 
电路（选填字母代号）．此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx=
 
（ 用题中字母代号表示）．

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