(I)某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题.

(I)某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题.

(1)如图甲,在保持M>>m条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力,在控制小车的质量不变的情况下,可以探究加速度与合力的关系.
(2)在此实验中,该同学先接通打点计时器的电源,再放开纸带,如图乙是在m=100g,M=1kg情况下打出的一条纸带,O为起点,A、B、C为过程中的三个相邻的计数点,相邻的计数点之间有四个点没有标出,有关数据如图乙,则小车的加速度为______m/s2,打B点时小车的动能为Ek=______,从开始运动到打击B点时,绳的拉力对小车做功W=______J.(保留2位有效数字)(g=9.8m/s2
(3)在第(2)中绳的拉力对小车做功W和小车获得的动能EK不相等,请你举出导致不等的可能原因______
(II)某同学要测定一节新干电池的电动势和内阻.考虑到电池的内阻太小,为便于测量内阻利为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路设计时可加入一个定值电阻R0.除电池、开关和导线外,其它可供使用的实验器材有:
(a)电流表A1(量程0.6A)
(b)电流表A2(量程3A)
(c)电压表V1(量程3V)
(d)电压表V2(量程15V)
(e)定值电阻R1(阻值1Ω、额定功率5w)
(f)定值电阻R2(阻值10Ω,额定功率10W)
(g)滑动变阻器R3(阻值范围0-10Ω、额定电流2A)
(h)滑动变阻器R4(阻值范围0-100Ω、额定电流1A)
(1)请画出本实验测量电路图
(2)本实验电路中,电压表应选择______,电流表应选择______;R0应选择______,滑动变阻器应选择______.(均填对应的器材字母代号)
王晨8083 1年前 已收到1个回答 举报

萧然听雨 幼苗

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解题思路:Ⅰ、(2)做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度;
做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位于之差是定值,△x=at2,据此求出纸带的加速度;
(3)误差原因在于摩擦没有能完全抵消 或 沙与沙桶的重力大于绳的拉力
Ⅱ、干电池电动势一般约为1.5V,以此判定电压表量程;电流表量程、滑动变阻器与定值电阻选择时应兼顾电路安全和偏转范围.

(I)(2)相邻的计数点之间有四个点没有标出,所以相邻的计数点之间时间间隔是0.1s,
由△x=aT2
解得:a=
XBC−XAB
T2=
(0.62−0.5155)−(0.5155−0.4205)
(0.1)2=0.95m/s2
VB=
xAC
2T=[0.62−0.4205/2×0.1]=1m/s,
动能为:EK=[1/2]mvB2=[1/2]×1×12=0.50J
绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力,W=mgh=0.1×9.8×0.5155=0.51J
(4)拉力对小车做功W和小车获得的动能EK不相等,导致不等的可能原因是摩擦没有能完全抵消或沙与沙桶的重力大于绳的拉力.
Ⅱ、(1)本实验采用伏安法测量新干电池的电动势和内阻.考虑到电池的内阻太小,为便于测量内阻和为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,
将一个定值电阻R0串联在电路中,等效增大其内阻,电路图:

(2)一节干电池电动势一般约为1.5V,由此知电压表量程应选择3V,即V1
估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几欧左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A左右,所以选量程为0.6A的电流表,即A1
保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大,所以R0应选择R1
滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象.
所以滑动变阻器应选择R3
故答案为:
(I)(2)0.95,0.50J,0.51J
(3)摩擦没有能完全抵消或沙与沙桶的重力大于绳的拉力
(II)(1)如图
(2)V1,A1,R1,R3

点评:
本题考点: 测定电源的电动势和内阻;验证牛顿第二运动定律.

考点点评: 1、要知道验证牛顿第二定律实验和验证动能定理实验的注意事项,要会处理实验数据,能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度、动能增加量、合力的功.
2、电子元件在选择时应首先以元件安全为原则,然后兼顾仪表的示数波动范围,保证测量的方便,表针波动范围一般以示数能达到或者超过总量程的[1/3]为宜.

1年前

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