Question

（1）某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案。如圖所示，將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端。開(kāi)始時(shí)小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時(shí)聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測(cè)出小球下落的高度H、滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移。（空氣阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略）

①滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為_(kāi)_______。
②滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_________________。
③以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是________。
a．滑塊的質(zhì)量
b．當(dāng)?shù)刂亓�加速度的大�?br />c．長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)的讀數(shù)誤差
d．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí)
（2）某同學(xué)利用圖甲所示電路，探究了電源在不同負(fù)載下的輸出功率。
①所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖，請(qǐng)?jiān)诮o出的直角坐標(biāo)系上(見(jiàn)答題卡)畫(huà)出的圖像。
 ②根據(jù)所畫(huà)的圖像，可求得電流時(shí)電源的輸出功率為_(kāi)_______。（保留兩位有效數(shù)）
③實(shí)驗(yàn)完成后，該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了反思，認(rèn)為按圖甲電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中存在安全隱患，并對(duì)電路重新設(shè)計(jì)。在圖乙所示的電路中，你認(rèn)為既能測(cè)出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是   。（R_x阻值未知）

Answer 1

分析：（1）由于同時(shí)聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，說(shuō)明小球和滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，由勻加速運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式和自由落體的位移時(shí)間公式即可求得加速度的比值；由牛頓第二定律及幾何關(guān)系即可求得滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；由μ的數(shù)學(xué)表達(dá)式就可以知道能引起實(shí)驗(yàn)誤差的因數(shù)，還要注意小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí)也會(huì)造成誤差；
（2）由圖可知：電流I=0.20A時(shí)，電源輸出電壓為1.85V，就可以求出電源的輸出功率．電路a當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片滑動(dòng)到最右端，電源短路，存在安全隱患；電路d電壓表測(cè)量的電源路端電壓，不能測(cè)出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，既能測(cè)出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是電路bc．
解答：解：（1）①由于同時(shí)聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，說(shuō)明小球和滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，
由x=at²和H=gt²得：=；
②根據(jù)幾何關(guān)系可知：sinα=，cosα=
對(duì)滑塊由牛頓第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma，且a=，聯(lián)立方程解得μ=（h-）．
③由μ得表達(dá)式可知，能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是長(zhǎng)度x、h、H測(cè)量時(shí)的讀數(shù)誤差，同時(shí)要注意小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí)也會(huì)造成誤差，故第三小問(wèn)選cd；
（2）①如題圖所示：

②電流I=0.20A時(shí)，電源輸出電壓為1.85V，電源的輸出功率為P=UI=1.85×0.20W=0.37W．
③電路a當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片滑動(dòng)到最右端，電源短路，存在安全隱患；電路d電壓表測(cè)量的電源路端電壓，不能測(cè)出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，既能測(cè)出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是電路bc．
故答案為：（1）①；②(h-)；③cd；（2）①如圖所示；②0.37；③bc．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了勻加速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)的基本公式，要求同學(xué)們能學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析，并能根據(jù)題意設(shè)計(jì)或分析電路圖，要求較高．