Question

Ⅰ．用如圖1所示的裝置進(jìn)行“驗證動量守恒定律”的實驗：
①先測出可視為質(zhì)點的兩滑塊A、B的質(zhì)量分別為m、M及滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ，查出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g．
②用細(xì)線將滑塊A、B連接，使A、B間的輕彈簧處于壓縮狀態(tài)，滑塊B恰好緊靠在桌邊．
③剪斷細(xì)線，測出滑塊B做平拋運動落地時的水平位移S₁，滑塊A沿桌面滑行的距離為S₂（未滑出桌面）．為驗證動量守恒定律，寫出還需測量的物理量及表示它的字母

 

，如果動量守恒，需滿足的關(guān)系式為

 

．

Ⅱ．根據(jù)伏安法，由10V電源、0～15V電壓表、0～10mA電流表等器材，連接成測量較大阻值電阻的電路．由于電表內(nèi)阻的影響會造成測量誤差，為了避免此誤差，現(xiàn)在原有器材之外再提供一只高精度的電阻箱和單刀雙擲開關(guān)，某同學(xué)設(shè)計出了按圖2甲電路來測量該未知電阻的實驗方案．
（1）請按圖2甲電路，將圖2乙中所給器材連接成實驗電路圖．
（2）請完成如下實驗步驟：
①先把開關(guān)S撥向R_x，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表和電流表有一合適的讀數(shù)，并記錄兩表的讀數(shù)，U=8.12V，
I=8mA，用伏安法初步估測電阻R_x的大�。�
②

 

，之后把開關(guān)S撥向電阻箱R，微調(diào)電阻箱的電阻值，使電壓表、電流表的讀數(shù)與步驟①中的讀數(shù)一致．讀得此時電阻箱的阻值R=1000Ω．
③該未知電阻R_x=

 

Ω．
（3）利用測得的數(shù)據(jù)，還可以得到

 

表的內(nèi)電阻等于

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ．剪短細(xì)線后，滑塊A向左做勻減速直線運動，根據(jù)動能定理列式求解A的速度；滑塊B做平拋運動，根據(jù)平拋運動的分位移公式列式求解平拋的初速度；最后驗證動量守恒定律．
Ⅱ．（1）已知原理圖，則按原理圖依次將各點連入即可，注意導(dǎo)線不能交叉；
（2）根據(jù)實驗步驟明確實驗的原理，從而得出實驗中應(yīng)完成的步驟；
（3）根據(jù)實驗中的原理及電路圖，分析還能求出的數(shù)據(jù)．

解答：解：Ⅰ．剪短細(xì)線后，滑塊A向左做勻減速直線運動，根據(jù)動能定理，有：
μmgS2=

1

2

m

v

2 A

滑塊B做平拋運動，根據(jù)平拋運動的分位移公式，有：
水平方向：S₁=v_Bt
豎直方向：h=

1

2

gt2
解得：v_B=S1

g 2h

滑塊A、B系統(tǒng)動量守恒，初動量為零，故末動量也為零，需驗證：mv_A-Mv_B=0
即：

2m?μmgS2

=M?S1

g 2h

整理得到：m

2μS2

=M

S1

2h

Ⅱ．（1）已知原理圖，則將各串聯(lián)支路連接，再并聯(lián)即可得出正確的實物圖如圖所示：

（2）將開關(guān)接到R_x時，由伏安法測出的電壓及電流為電流表及待測電阻的總電阻；為了準(zhǔn)確測量，可以調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表及電流表示數(shù)與第一步相同，則說明電阻箱所示電阻與待測電阻相同；故答案為：電阻箱的電阻值，使其為伏安法估測的值；
則待測電阻阻值為1000Ω．
（3）由伏安法測得電阻為電流表及待測電阻的阻值；故電流表內(nèi)阻可以測出，R_A=

8.12

0.008

-1000=15Ω；
故答案為：Ⅰ．（1）桌面離地面的高度h； 　（2）m

2μS2

=M

S1

2h

；
Ⅱ．（1）如圖所示；（2）①電阻箱的電阻值，使其為伏安法估測的值；②1000；（3）電流；15Ω．

點評：第一問關(guān)鍵通過動能定理和平拋運動的分位移公式求解出兩個滑塊的速度，然后驗證動量守恒定律；第二問為設(shè)計性實驗，此類題目要求先明確實驗的原理，再由原理得出實驗的方法，從而得出正確的數(shù)據(jù)．