Question

（1）如圖1為某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實驗，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當用2條、3條…，完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶側(cè)出．

①在正確操作情況下，打在紙帶上的點（如圖3），并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的

GK

部分進行測量（根據(jù)下面所示的紙帶回答）；
②下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，

物理量數(shù)據(jù)次數(shù)	橡皮筋 做功	10個間隔 距離x（m）	10個間隔 時間T（s）	小車獲 得速度 vn（m/s）	小車獲速度 的平方 vn2（m/s）2
1	W	0.2880	0.2	1.44	2.07
2	2W	0.4176	0.2	2.09	4.36
3	3W	0.4896	0.2	2.45	5.99
4	4W	0.5904	0.2	2.95	8.71
5	5W	0.6480	0.2	3.24	10.50

從理論上講，橡皮筋做的功W_n和物體速度v_n變化的關(guān)系應是W_n∝

v_n²

．請運用表中測定的數(shù)據(jù)在圖2所示的坐標系中作出相應的圖象，驗證理論的正確性．
（2）在探究“決定導線電阻因素”的實驗中，需要進行以下測量．欲用伏安法測定一段電阻絲的電阻，其阻值約為12Ω，要求測量結(jié)果盡量準確，并且電壓、電流測量范圍盡可能大一些．下列器材中電流表應選用的是（填選項代號，下同）

A₂

，電壓表應選用的是

V₂

，滑動變阻器應選用的是

R₁

．在圖甲的方框內(nèi)畫出應采用的電路圖．
A．電池組 E（6V，內(nèi)阻很�。�
B．電流表A₁（ 0～3A，內(nèi)阻0.0125Ω）
C．電流表A₂（0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω）
D．電壓表V₁（0～3V，內(nèi)阻3kΩ）
E．電壓表V₂（0～6V，內(nèi)阻6kΩ）
F．滑動變阻器R₁（0～5Ω，2A）
C．滑動變阻器R₂（0～1000Ω，1A）
H．電鍵、導線．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)實驗原理可知，該實驗需要測量最大速度，即最后小車的勻速運動速度，因此應該選用點距均勻的部分．
②根據(jù)動能定理可知，合外力做的功應等于物體動能的變化量，所以W與v²成正比，用描點法作出圖象．
（2）將電路分為測量電路和控制電路兩部分．測量電路采用伏安法．根據(jù)電壓表、電流表與待測電阻阻值倍數(shù)關(guān)系，選擇電流表外接法．要求待測電阻的電壓從零開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變阻器采用分壓接法．估算電流的最大值，選擇電流表量程．

解答：解：（1）①在正確操作情況下，橡皮條恢復原長時，小車做勻速運動，小車在相等時間內(nèi)的位移相等，此時小車獲得的速度最大，要測量小車的最大速度，應選用紙帶的點跡均勻的部分，如GK段進行測量．
②由動能定理可知，合外力做的功應等于物體動能的變化量，所以W與v²成正比，即W_n∝v_n²，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，應用用描點法作圖，圖象如下所示：

（2）電源電動勢是6V，故電壓表選：電壓表V₂（0～6V，內(nèi)阻6kΩ）；
電路最大電流為：I=

E

R

=

6

12

A=0.5A，則電流表可選：A₂（0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω），
電壓從零開始，滑動變阻器應采用分壓接法，為方便調(diào)節(jié)，所以滑動變阻器選R₁；

R

RA

=

12Ω

0.125Ω

=96，

RV

R

=

6000Ω

12Ω

=500，

RV

R

＞

R

RA

，則電流表采用外接法，實驗電路圖如下圖所示：


故答案為（1）①GK，②v_n²，圖象如上所示；（2）A₂、V₂、R₁，電路圖如上所示．

點評：（1）本題涉及打點計時器的工作原理和探究功與速度變化關(guān)系實驗的原理，從實驗原理的角度分析即可．
（2）對于電流表量程的選擇往往要估算電路中電流的最大值，估算時電表的影響可近似不考慮．