Question

（1）一小組的同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究物體質(zhì)量一定時，加速度與力的關(guān)系”實驗．
①下列說法正確的有

 

．
A．平衡摩擦力時，用細(xì)線一端掛空砝碼盤，另一端與小車相連，將木板適當(dāng)傾斜，使小車在木板上近似做勻速直線運動
B．每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，應(yīng)重新平衡摩擦力
C．應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量
D．可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力
②乙圖為實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分．從比較清晰的點跡起，在紙帶 上標(biāo)出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標(biāo)出，用刻度尺分別測量出A點到B、C、D、E的距離如圖所示，己知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上，則此次實驗中小車運動加速度的測量值a=

 

m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
③某同學(xué)平衡摩擦力后，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，分別測量出小車的加速度a．以 砝碼的重力F為橫坐標(biāo)，以小車的加速度a為縱坐標(biāo)，得如圖丙所示的a-F圖象，則圖線不通過坐標(biāo)原點的主要原因是

 

（2）為了測量由兩節(jié)干電池組成的電池組的電動勢和內(nèi)阻，某小組的同學(xué)從實驗室里選取了以下器材：兩節(jié)干電池組成的電池組（電動勢約3V，內(nèi)阻約1Ω）/電壓表（量程0?3V，內(nèi)阻約1OkΩ），電阻箱（0?999.9Ω），保護(hù)電阻R₀（阻值5Ω），開關(guān)一只，導(dǎo) 線若干．
①在圖1所示的實驗原理實物圖中，該同學(xué)已完成了部分導(dǎo)線的連接，為使電壓表示數(shù)有較大的變化范圍，請用筆 畫線代替導(dǎo)線完成余下的導(dǎo)線連接．
②實驗中，同學(xué)們試著用多用電表代替電壓表測量電
壓．在完成機械調(diào)零之后，應(yīng)將選擇幵關(guān)撥到表盤上的

 

區(qū)域（選填“Ω”、“V”、“V”或“A“）．
③同學(xué)們根據(jù)以上的實驗原理和方法進(jìn)行了實驗，通過調(diào)節(jié)電阻箱的電阻值，得到了多組電阻箱阻值R和電壓表示數(shù)U，并以

1

U

為縱坐標(biāo)，

1

R

為橫坐標(biāo)，作出

1

U

-

1

R

的關(guān)系圖線2（該圖線為一條直線）如圖所示，由圖線可求得電池組的電動勢

 

V，內(nèi)阻r=

 

Ω．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：1、解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，由△x=at²可求小車的加速度．
2、將電源、開關(guān)及電阻箱串接，電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端；注意接線要接在接線柱上，導(dǎo)線不能交叉；
由電路的接法利用閉合是路歐姆定律可得出表達(dá)式，再利用數(shù)學(xué)規(guī)律可求得電動勢和內(nèi)阻．

解答：解：（1）①A、平衡摩擦力時，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動．故A錯誤．
B、每次改變小車的質(zhì)量時，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B錯誤．
C、應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量，故C錯誤
D、砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量時，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力，故D正確
故選：D．
②由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
設(shè)A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：
a=

1

2

（a₁+a₂）
即小車運動的加速度計算表達(dá)式為：
a=

XCE-XAC

4T2

=

0.2290-0.0902-0.0902

4×(0.1)2

m/s²=1.2m/s²
③當(dāng)F=0時，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時小車就有加速度，這是平衡摩擦力時木板傾角θ太大，即平衡摩擦力過度引起的．
（2）①連接實驗電路如圖所示，
②在完成機械調(diào)零之后，應(yīng)將選擇幵關(guān)撥到表盤上的V區(qū)域測量電壓．
③由原理圖可知，本實驗采用的是伏阻法，由閉合電路歐姆定律可得：
U=

E

R+r+R0

R；
變形得：

1

U

=

1

E

+

r+R0

E

?

1

R

，
由數(shù)學(xué)知識可知，圖象中的斜率k=

r+R0

E

；截距b=

1

E

；
由圖可知，b=0.34，故E=2.94V；
斜率k=

0.34

0.17

=2   
所以有：r=kE-R₀=0.882Ω
故答案為：（1）①D；②1.2；③平衡摩擦過度（2）①如圖所示．
②“V”．
③2.94，0.882．

點評：1、教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．
2、本題求電動勢和內(nèi)阻的關(guān)鍵在于正確的由閉合電路歐姆定律得出函數(shù)關(guān)系，從而結(jié)合圖象求出．