Question

Ⅰ．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

（1）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？

接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說(shuō)明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動(dòng)）

．
（2）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d=

0.52

cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間△t=1.2×10^-2s，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為

0.43

m/s．在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s和

滑塊的質(zhì)量M

（文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示）．
（3）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較

mgs

和

1

2

(M+m)(

d

△t

)

2

在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測(cè)量的物理量符號(hào)表示），從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

Ⅱ．如圖是“測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路，器材如下：待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻較小） 

量程3V的理想電壓表V
量程0.6A的電流表A（具有一定內(nèi)阻）
定值電阻R₀（R₀=1.50Ω）
滑動(dòng)變阻器R₁（0-10Ω）
滑動(dòng)變阻器R₂（0-200Ω）
開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干
①為方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

R

1

（填R₁或 R₂）．
②用筆畫線代替導(dǎo)線在實(shí)物圖中完成連線．
③實(shí)驗(yàn)中，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，測(cè)出當(dāng)電流表讀數(shù)為I₁時(shí)，電壓表讀數(shù)為U₁；當(dāng)電流表讀數(shù)為I₂時(shí)，電壓表讀數(shù)為U₂．則待測(cè)電源內(nèi)阻的表達(dá)式r=

U   2 -U   1

I   1 -I   2

-R

0

．（用I₁、I₂、U₁、U₂和R₀表示）

Answer 1

分析：Ⅰ題的關(guān)鍵是對(duì)鉤碼與滑塊組成的系統(tǒng)滿足機(jī)械能守恒的條件，應(yīng)有mgs=

1

2

(M+m

)v

2

；Ⅱ題的關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律估算出電路中的最大電阻，然后選取與之最接近的滑動(dòng)變阻器，再根據(jù)閉合電路歐姆定律聯(lián)立方程，注意把

R

0

看成電源的內(nèi)阻，解出r的表達(dá)式即可．

解答：解：Ⅰ（1）判斷導(dǎo)軌是否水平的方法是：接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說(shuō)明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動(dòng)）．   
（2）游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d=5mm+2×0.1mm=5.2mm=0.52cm，由v=

d

△t

=

0.52×0.01

1.2 ×10 -2

s=0.43m/s，根據(jù)機(jī)械能守恒定律應(yīng)有mgs=

1

2

(M+m

)v

2

=

1

2

(M+m)(

d

△t

)

2

，可見(jiàn)還需要測(cè)量滑塊的質(zhì)量M．
（3）本次實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較mgs和

1

2

(M+m)(

d

△t

)

2

是否相等來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
Ⅱ①根據(jù)閉合電路歐姆定律可求出電路中的最大電阻為

R

max

=

E

1 3 I   A

=

3

1 3 ×0.6

Ω=15Ω，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

R

1

．
②實(shí)物連線如圖所示

③根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=

U

1

+

I

1

(R

0

+r)，E=

U

2

+I

2

(R

0

+r)，解得r=

U   2 -U   1

I   1 -I   2

-R

0

故答案為Ⅰ（1）接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說(shuō)明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動(dòng)）
          （2）0.52，0.43，滑塊的質(zhì)量M
          （3）mgs 

1

2

(M+m)(

d

△t

)

2

Ⅱ①

R

1

        ②如圖
        ③

U   2 -U   1

I   1 -I   2

-R

0

點(diǎn)評(píng)：解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)物理規(guī)律列出表達(dá)式，然后求解討論即可．