Question

（1）在利用電磁打點計時器（電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz）“驗證機械能守恒定律”的實驗中（ 結果均保留兩位小數）
某同學用圖所示裝置進行實驗，得到如圖所示的紙帶，把第一個點（初速度為零）記作O點，測出點O、A間的距離為68.97cm，點A、C間的距離為15.24cm，點C、E間的距離為16.76cm，已知當地重力加速度為9.8m/s²，重錘的質量為m=1.0kg，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內，重錘動能的增加量為

8.00

J，重力勢能的減少量為

8.25

J．
利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a=

9.50

m/s²．
在實驗中發(fā)現，重錘減小的重力勢能總大于重錘增大的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中給出的已知量求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為

0.30

N．

（2）從表中選擇適當的器材設計一個電路來測量電流表A₁的內阻r₁，要求盡可能高的測量精度，并能測得多組數據．

器材（代號）	規(guī)格
電流表（A1）	量程10mA，待測內電阻r1約2Ω
電流表（A2）	量程50 μA，內阻r2=750Ω
電壓表（V）	量程15V，內阻r3=10kΩ
定值電阻（R1）	阻值R1=35Ω
滑動變阻器（R2）	總電阻值約5Ω
電池（E）	電動勢1.5V，內阻不計
開關S
導線若干

1某同學設計了如圖甲、乙所示電路，那么為了滿足題目要求，應選擇圖

乙

（選填“甲”或“乙”）．2同學A按電路圖乙將實物連接成如圖丙所示電路，同學B在閉合開關S前檢查發(fā)現有兩處錯誤或不恰當的地方，請你指出

電流表A₁正負接線柱接反了

_、

滑片P應置于最左端

.3根據正確的電路選擇，由測量數據中的一組計算來r₁，則表達式r₁=

I2

I1

r₂-R₁

，式中各符號的意義是

I₁、I₂為A₁、A₂示數，r₂為A₂內阻，R₁為定值電阻

Answer 1

分析：（1）做勻變速運動的物體在某段時間內的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度，據此求出C點的速度，然后求出動能的增加量；由重力勢能的計算公式可以求出重力勢能的減少量；做勻變速直線運動的物體在相鄰的相等時間內的位移之差等于定值at²，據此可以求出物體的加速度；由牛頓第二定律可以求出重錘下落過程中受到的阻力．
（2）電源電動勢是1.5V，電壓表量程是15V，用電壓表測電流表兩端電壓誤差太大，應用內阻已知的電流表A₂與待測電流表并聯測待測電流表兩端電壓；連接電路時電表正負接線柱不要接反，滑動變阻器采用分壓接法時，閉合開關前，分壓電路電壓應為零，根據電路圖分析答題；

解答：解：（1）①物體做勻速直線運動，C點的速度：
v_C=

AE

4T

=

0.1524+0.1676

4×0.02

m/s=4.00m/s，
C點的動能為E_KC=

1

2

mv²=0.5×1.0×16 J=8.00J；
重力勢能的減少量為△E_p=mg=1.0×9.8×（68.97+15.24）×10^-2J=8.25J；
②由△x=at²可得，重錘下落的加速度：
a=

CE-AC

(2T)2

=

(16.76-15.24)×10-2

(2×0.02)2

m/s²=9.50m/s²．
③由牛頓第二定律得：mg-F_f=ma，F_f=mg-ma=0.30 N．
（2）電流表A₁承受最大電壓U_m=10×10^-3×2=0.02V，
電壓表V的量程U_m=15V，甲電路不可，應選乙電路．
由電路圖可知：電流表A₁正負極接反了；滑動變阻器采用分壓接法，
滑動觸頭P應置于滑動變阻器的最左端．
根據電路結構，由歐姆定律可得：
I₂r₂=I₁（r₁+R₁），解得：r₁=

I2

I1

r₂-R₁，
I₁、I₂分別為A₁、A₂示數，r₂為A₂內阻，R₁為定值電阻．
故答案為：（1）8.00；8.25；9.50；0.30；
（2）乙；電流表A₁正負接線柱接反了；滑片P應置于最左端；
（3）

I2

I1

r₂-R₁；I₁、I₂為A₁、A₂示數，r₂為A₂內阻，R₁為定值電阻．

點評：要掌握勻變速運動的運動規(guī)律，由勻變速運動的運動規(guī)律求出重錘的瞬時速度與加速度．