Question

（1）要利用如圖1所示裝置，驗(yàn)證m₁、m₂組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（電源頻率為50Hz）豎直固定在鐵架臺(tái)上，m₁一端連接紙帶，另一端通過細(xì)繩跨過輕質(zhì)定滑輪與m₂相連，m₂的質(zhì)量大于m₁，從高處由靜止釋放m₂，m₁拖著紙帶打出一系
列的點(diǎn)．

①下列實(shí)驗(yàn)操作，不必要的是

 

，錯(cuò)誤的是

 

．（填序號(hào)）
A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的“直流輸出”擋
B．用天平測(cè)出m₁、m₂的質(zhì)量
C．測(cè)量紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離
D．用秒表測(cè)量m₂下落的時(shí)間
②如圖2是實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶：0是由靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)打下的第一個(gè)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖2中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示．m1=50g，m2=150g，(g=9.8m/s2)則
從O點(diǎn)到計(jì)數(shù)點(diǎn)5系統(tǒng)動(dòng)能的增量△E_k=

 

J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△E_p=

 

J，（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（2）某同學(xué)要測(cè)某一電阻的阻值（約3～5Ω），現(xiàn)有下列器材：
A．兩節(jié)干電池
B．電壓表0～3V，內(nèi)阻約10kΩ
C．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約1Ω
D．滑動(dòng)變阻器，0～10Ω
E．滑動(dòng)變阻器，0～100Ω
F．開關(guān)和若干導(dǎo)線
滑動(dòng)變阻器采用限流接法，要較準(zhǔn)確地測(cè)出待測(cè)電阻的阻值．
①滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

 

；（填序號(hào)）
②某同學(xué)的實(shí)物接線如圖所示，指出該同學(xué)接線中的錯(cuò)誤

 

③圖中5個(gè)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的U、I值，作圖并求出R=

 

．（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，確定需要驗(yàn)證的表達(dá)式，確定需要測(cè)量的量，然后分析答題；
②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)，某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度求出打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度大小，然后求出系統(tǒng)動(dòng)能的增量，根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)求出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量．
（2）①為方便實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
②電流表正負(fù)柱不要接反，根據(jù)待測(cè)電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后分析圖象答題；
③根據(jù)坐標(biāo)系中所描的點(diǎn)作出圖象，然后根據(jù)圖象應(yīng)用歐姆定律求出電阻阻值．

解答：解：（1）①由圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量與系統(tǒng)動(dòng)能的增加量間的關(guān)系，
實(shí)驗(yàn)需要求出兩物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能的變化量，
A、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源，應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的“交流輸出”擋，故A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)出兩物體質(zhì)量，故B是需要的，是正確的；
C、實(shí)驗(yàn)要求出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量，需要求出物體的運(yùn)動(dòng)速度，因此需要測(cè)量紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，故C正確；
D、實(shí)驗(yàn)過程不需要測(cè)量物體下落時(shí)間，因此不需要實(shí)驗(yàn)步驟D．
②由題意知，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s，由圖示紙帶可知，打第5個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為：
v=

x46

2t

=

0.216m+0.264m

2×0.1s

=2.40m/s，
從O點(diǎn)到計(jì)數(shù)點(diǎn)5系統(tǒng)動(dòng)能的增量為：
△E_k=

1

2

（m₁+m₂）v²=

1

2

×（0.05+0.15）×2.4²=0.576J，
系統(tǒng)勢(shì)能的減少量為：
△E_p=（m₂-m₁）gh₀₅=（0.15-0.05）×9.8×（0.384+0.216）=0.588J；
（2）①待測(cè)電阻阻值約為3～5Ω，為方便實(shí)驗(yàn)操作，準(zhǔn)確測(cè)出電阻阻值，應(yīng)選滑動(dòng)變阻器D；
②由圖示電流表可知，電流表正負(fù)接線柱接反了，電流表連接錯(cuò)誤；由題意知，

R

RA

=3～5，

RV

R

≈3333.3～5000，

RV

R

＞

R

RA

，電流表應(yīng)采用外接法，由電路圖可知，電流表采用內(nèi)接法，電流表接法錯(cuò)誤；
③根據(jù)坐標(biāo)系中所描的點(diǎn)作出圖象，由圖象可知，電阻阻值為：
R=

U

I

=4.5Ω
故答案為：（1）①D；A；②0.576；0.588；（2）①D；②電流表正負(fù)接線柱接反了；電流表應(yīng)采用外接法；③4.5Ω．

點(diǎn)評(píng)：（1）本題全面的考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問題，要熟練掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及功能關(guān)系，增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力．
（2）本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、電路連接、求電阻等問題；要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選取原則、連接實(shí)驗(yàn)電路的注意事項(xiàng)、應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．