Question

（Ⅰ）（1）我們已經(jīng)知道，物體的加速度（a）同時(shí)跟合外力（F）和質(zhì)量（M）兩個(gè)因素有關(guān)．要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是

 

．

（2）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖所示，她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減少這種做法而帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施：
a：用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是

 

．
b：使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于

 

．
（3）該同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)，處理方案有兩種：
A、利用公式a=

2s

t2

計(jì)算；B、根據(jù)a=

△s

T2

利用逐差法計(jì)算．
兩種方案中，你認(rèn)為選擇方案

 

比較合理．
（4）下表是該同學(xué)在“保持小車質(zhì)量M不變，探究a與F的關(guān)系”時(shí)記錄了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且已將數(shù)據(jù)在下面的坐標(biāo)系中描點(diǎn)，做出a-F圖象；由圖線求出小車的質(zhì)量等于

 

kg．（保留二位有效數(shù)字）
（Ⅱ）某學(xué)習(xí)小組用伏安法測(cè)量一未知電阻Rx的阻值，給定器材及規(guī)格為：
電流表A（量程為0～5mA．內(nèi)阻約為10Ω）；
電壓表V （量程為0～3V．內(nèi)阻約為3kΩ）；
最大阻值約為50Ω的滑動(dòng)變阻器；
電源E（電動(dòng)勢(shì)約3V）；
開關(guān)S、導(dǎo)線若干．
（l）由于不知道未知電阻的阻值范圍，先采用如圖電路試測(cè)，讀得電壓表示數(shù)大約為2.0V．電流表示數(shù)大約為4.0mA，則未知電阻阻值Rx大約為

 

Ω；
（2）經(jīng)分析，該電路測(cè)量誤差較大，需要作改進(jìn)．請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出改進(jìn)后的測(cè)量原理圖；
（3）用改進(jìn)后的電路進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量值

 

（填“等于”、“小于”、“大于”）真實(shí)值．

Answer 1

分析：（Ⅰ）（1）當(dāng)一個(gè)量與多個(gè)量有關(guān)系時(shí)，則可控制某些量不變，去研究另兩個(gè)量的關(guān)系；再去改變讓其它量不變，則再去研究剩余的兩個(gè)量關(guān)系，例如：先保持M不變，研究a與F的關(guān)系；再保持F不變，研究a與M的關(guān)系．
（2）在實(shí)驗(yàn)中，為了減少這種做法而帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，一要排除摩擦力的影響，二要砂桶的重力接近小車所受的合力．
（3）由于做勻變速直線的物體在相等的時(shí)間內(nèi)位移總是相等．所以可借助于a=

△s

T2

利用逐差法計(jì)算加速度大�。�
（4）由圖象的含義可知，圖線的斜率大小為物體的質(zhì)量大小，圖象沒有通過(guò)原點(diǎn)是由于摩擦力沒有平衡徹底．
（Ⅱ）（1）由毆姆定律R=

U

I

可求出電阻的阻值．
（2）從題中可知滑動(dòng)變阻器的最大值為50Ω，而待測(cè)電阻的阻值約為500Ω，因此變阻器以分壓式接入電路，則電阻改變顯著．
（3）電阻的測(cè)量值是電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)相除．通過(guò)分析來(lái)找到引起誤差的原因：電流表有內(nèi)阻．

解答：解：（Ⅰ）（1）先保持M不變，研究a與F的關(guān)系；再保持F不變，研究a與M的關(guān)系，體現(xiàn)出控制變量法的思想．
（2）由于保持F不變，研究a與M的關(guān)系．則當(dāng)質(zhì)量發(fā)生改變時(shí)，若沒有平衡摩擦力，則砂桶的重力就不再是小車所受的合力，所以必須平衡摩擦力．由于小車的加速運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)加速度，所以導(dǎo)致砂桶的重力大于拉小車的細(xì)線的拉力．當(dāng)砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，砂桶的重力接近拉小車的細(xì)線的拉力．
（3）由于做勻變速直線的物體在相等的時(shí)間內(nèi)位移總是相等．所以可借助于a=

△s

T2

利用逐差法計(jì)算加速度大�。�
（4）由圖象的含義可知，圖線的斜率大小為物體的質(zhì)量大小，所以物體的質(zhì)量為0.49Kg-0.50Kg．
（Ⅱ）（1）由毆姆定律可得：R=

U

I

=

2

4×10-3

Ω=500Ω
（2）可知滑動(dòng)變阻器的最大值為50Ω，而待測(cè)電阻的阻值約為500Ω，所以原電路是滑動(dòng)變阻器限流式，因此變阻器作用不明顯，那么當(dāng)將變阻器以分壓式接入電路，則電阻改變顯著．如圖所示．
（3）待測(cè)電阻通過(guò)電壓表測(cè)出兩端的電壓，電流表測(cè)出通過(guò)電阻的電流，由于電流表的內(nèi)接法，導(dǎo)致電壓表的示數(shù)比真實(shí)值大，所以測(cè)量值比真實(shí)值大．
故答案為：（Ⅰ）（1）控制變量法；
（2）a．平衡摩擦力；b．砂桶的重力；
（3）B；
（4）0.49Kg-0.50Kg；
（Ⅱ）（1）500；  
（2）如圖；   
（3）大于．

點(diǎn)評(píng)：由牛頓第二可得，當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂桶的質(zhì)量時(shí)，砂桶的重力就約等于小車的合力．
由加速度與合力的圖象可知，斜率的大小表示物體的質(zhì)量大小，若圖線與縱軸有交點(diǎn)時(shí)，則說(shuō)明摩擦力沒有平衡或沒有平衡徹底；若圖線與橫軸有交點(diǎn)時(shí)，則說(shuō)明摩擦力平衡過(guò)度．
要掌握滑動(dòng)變阻器的限流式與分壓式的區(qū)別與聯(lián)系．從外表可知限流式只接兩個(gè)接線，而分壓式要接三個(gè)接線．
用伏安法測(cè)電阻時(shí)，若電流表內(nèi)接時(shí)所測(cè)電阻阻值比真實(shí)值大；若電流表外接時(shí)所測(cè)電阻阻值比真實(shí)值小．