Question

（1）某組同學(xué)設(shè)計了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗． 圖（a）為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于細砂和小桶的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得．

①圖（b）為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為

 

m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時，保持細砂和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別記錄小車加速度a與其質(zhì)量m的數(shù)據(jù)．在分析處理時，該組同學(xué)產(chǎn)生分歧；甲同學(xué)認為應(yīng)該根據(jù)實驗中測得的數(shù)據(jù)作出小車加速度a與其質(zhì)量m的圖象．乙同學(xué)認為應(yīng)該根據(jù)實驗中測得的數(shù)據(jù)作出小車加速度a與其質(zhì)量倒數(shù)

1

m

的圖象．兩位同學(xué)都按照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)在坐標系中進行了標注．但尚未完成圖象（如下圖所示）．你認為同學(xué)

 

（填“甲”、“乙”）的方案更合理．請繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標中的圖象．

③在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中細砂的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖（c），該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因．
答：

 

．
（2）某待測電阻的額定電壓為3V（阻值大約為10Ω）．
為測量其阻值，實驗室提供了下列可選用的器材
A：電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約1Ω）  B：電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約3kΩ）
C：電壓表V₁（量程3.0V，內(nèi)阻約5kΩ）   D：電壓表V₂（量程5.0V，內(nèi)阻約5kΩ）
E：滑動變阻器R₁（最大阻值為50Ω）      F：滑動變阻器R₂（最大阻值為500Ω）
G：電源E（電動勢4V，內(nèi)阻可忽略）H：電鍵、導(dǎo)線若干
①為了盡可能提高測量準確度，應(yīng)選擇的器材為（只需填寫器材前面的字母即可）電流表

 

；電壓表

 

；滑動變阻器

 

．
②下列給出的測量電路中，最合理的電路是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)勻變速直線運動連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大�。�
當加速度與質(zhì)量的關(guān)系圖線是曲線時，不能準確地得出a與m的關(guān)系，只有通過線性圖線才能得出它們的準確關(guān)系．
根據(jù)F不等于零時，加速度仍然等于零分析問題的所在．
（2）根據(jù)器材選取的原則，精確、安全、可操作，選擇合適的器材．
根據(jù)待測電阻的大小確定電流表的內(nèi)外接，根據(jù)滑動變阻器阻值的大小確定滑動變阻器是分壓還是限流接法．

解答：解：（1）①相鄰相等時間內(nèi)的位移之差為0.51cm，根據(jù)△x=aT²得，a=

△x

T2

=

0.51×10-2

0.042

≈3.2m/s2．
②因為甲同學(xué)得出a與m的關(guān)系圖線為曲線，不能準確得出a與m的關(guān)系，而乙同學(xué)作出a與

1

m

圖線是傾斜直線，得出a與

1

m

成正比，則a與m成反比．故乙同學(xué)方案更合理．
③當F不為零時，加速度仍然為零，可知實驗前未平衡摩擦力．
（2）①根據(jù)歐姆定律電路中最大電流為I_m=0.3A，為了測量的準確，故電流表應(yīng)選A，電壓表應(yīng)選C，
電路需要的最大電阻R_m=40Ω，而變阻器F阻值太大，故應(yīng)選E．
②由上面分析知，變阻器E若是分壓式則阻值太大，故應(yīng)用限流式接法，又待測電阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)用外接法，故最合適的電路是D．
故答案為：（1）①3.2；②乙，如圖．③實驗前未平衡摩擦力；
（2）①A，C，E；②D

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法以及數(shù)據(jù)的處理，對于電學(xué)實驗，掌握器材選取的原則，知道電流表內(nèi)外接和滑動變阻器分壓、限流接法的區(qū)別．