Question

請完成以下兩小題．
（1）在利用自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖，其中O是起始點(diǎn)（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打O點(diǎn)時(shí)，物體恰好開始下落），A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源頻率為50Hz，該同學(xué)用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點(diǎn)的距離分別為9.51cm、12.42cm、15.70cm．若下落物體的質(zhì)量為0.1Kg，該同學(xué)用它在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則該過程物體重力勢能的減少量為

 

 J，動(dòng)能的增加量為

 

J（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.8m/s²）．
（2）圖甲為熱敏電阻與繼電器組成的控溫電路，用來控制電冰箱的工作．電路中熱敏電阻置于冰箱儲藏室內(nèi)，R₂為調(diào)溫電阻，調(diào)節(jié)它（即調(diào)節(jié)冰箱內(nèi)的溫控旋鈕）可以設(shè)置電冰箱儲藏室的溫度，當(dāng)冰箱儲藏室內(nèi)的溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，電路中繼電器線圈中的電流大于20mA，繼電器銜鐵P被吸合，冰箱壓縮機(jī)（接在圖中a、b兩點(diǎn)間）開始工作．圖乙為該熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線．已知繼電器線圈的電阻R₁=25Ω，電源的電動(dòng)勢E₁=9V，內(nèi)阻不計(jì)．
①若將R₂調(diào)到25Ω，冰箱儲藏室設(shè)置的溫度為

 

?C．
②要想使冰箱內(nèi)設(shè)置的溫度再高一點(diǎn)，電阻R₂的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該向

 

移動(dòng)．
③若更換電路中某一元件，并對電路進(jìn)行適當(dāng)改造，可以用來控制路燈（路燈接在a、b兩點(diǎn)間），使之能夠根據(jù)外界的亮暗自動(dòng)開啟或關(guān)閉，需要將

 

更換成

 

．

Answer 1

分析：紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度．從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．
從圖乙可知，要提高恒溫箱的設(shè)定溫度，就要減小熱敏電阻的阻值，根據(jù)歐姆定律可知，熱敏電阻兩端的電壓減��；

解答：解：（1）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
v_B=

xAC

tAC

=1.55m/s
△E_k=E_kB-0=

1

2

mv_B²=0.120J
重力勢能減小量△E_p=mgh=0.1×9.8×0.1242J=0.122J．
（2）已知繼電器線圈的電阻R₁=25Ω，電源的電動(dòng)勢E₁=9V，內(nèi)阻不計(jì)
①若將R₂調(diào)到25Ω，電路中繼電器線圈中的電流大于20mA，繼電器銜鐵P被吸合，
R_總=

E

I

=450Ω
所以當(dāng)熱敏電阻阻值等于400Ω時(shí)，電路中繼電器銜鐵P被吸合，根據(jù)乙圖得此時(shí)溫度為10℃
將R₂調(diào)到25Ω，冰箱儲藏室設(shè)置的溫度為10℃．
②要想使冰箱內(nèi)設(shè)置的溫度再高一點(diǎn)，就要減小熱敏電阻的阻值，根據(jù)歐姆定律可知，就要增大電阻R₂，
所以電阻R₂的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該向右移動(dòng)．
③可以用來控制路燈（路燈接在a、b兩點(diǎn)間），使之能夠根據(jù)外界的亮暗自動(dòng)開啟或關(guān)閉，需要將熱敏電阻更換成光敏電阻．
故答案為：（1）0.122，0.120
（2）①10；②右；③熱敏電阻，光敏電阻．

點(diǎn)評：紙帶問題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題，計(jì)算過程中要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．
本題題干大、看起來復(fù)雜，屬于“紙老虎”型題目，分析時(shí)從題目要求入手，需要什么條件再從題干中尋找，一般都很容易．