Question

（1）如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图．图（1）中小车A质量为m₁，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置一端带有定滑轮足够长的木板上，p的质量为m₂，C为测力传感器，实验时改变p的质量，读出测力器不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦．

①电火花打点计时器工作电压为

 

流（选填“交、直”）

 

V
②下列说法正确的是

 

A．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平
B．实验时应先接通电源后释放小车
C．实验中m₂应远小于m₁
D．测力计的读数始终为

1

2

m₂g
③图（2）为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是

 

m/s²．（交流电的频率为50Hz，结果保留二位有效数字）
④实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，如图（2），他测量得到的a-F图象是图中的图线

 

（2）用伏安法测量一定值电阻的实验，所用的器材及规格如下：
待测电阻R_X（约200Ω）                   直流毫安表（量程0-20mA，内阻50Ω）
直流电压表（量程0-3V，内阻5kΩ）        直流电源（输出电压3V，内阻可不计）
滑动变阻器（0-15Ω，允许最大电流1A）    电键一只，导线若干．
①根据所给器材的规格和实验要求，设计电路，如图（3），并在图甲和图乙中补画出正确的连接线
②一同学按电路图完成正确连接，在开关闭合后，发现电压表和电流表均无示数．现用多用电表检查电路故障．已知5根导线及电路中1至10的各连接点接触良好，电压表和电流表均无故障．在开关闭合时应当选用多用电表的

 

档；在连接点1、10同时断开的情况下，应当选用多用电表的

 

档
③在开关闭合情况下，若测得6、7两点间的电压接近电源的电动势，则表明滑动变阻器

 

可能是

 

故障．

Answer 1

分析：（1）①正确解答本题需要掌握：了解打点计时器的原理和具体使用，尤其是在具体实验中的操作细节要明确．
②该实验必须要平衡摩擦；由于该实验的连接方式，小车是在绳的拉力下加速运动，故不要求重物质量远小于小车质量；由牛顿第二定律可求解测力计的读数．
③根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²求解加速度．
④如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．
（2）①由实验的要求及仪表可以得出合适的接法，根据原理图可画出实物图；②根据电压表及欧姆表的使用可以得出应该采用的电表；③由电表的示数可找出故障原因．

解答：解：（1）①电火花打点计时器工作电压为交流220V；
②A、该实验首先必须要平衡摩擦力，将长木板的一端适当垫高，故A错误；
B、为提高打点的个数，打点计时器的使用都要求先接通电源后释放小车，故B正确；
C、由于该实验的连接方式，重物和小车不具有共同的加速度，小车是在绳的拉力下加速运动，此拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量，故C错误；
D、由于重物向下加速度运动，由牛顿第二定律：m₂g-2F=m₂a，
解得：F=

m2g-m2a

2

，故D错误；
故选：B．
（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²，有：
△x=0.0339-0.0289=a×（0.1）²
解得：a=0.50m/s²
（4）若没有平衡摩擦力，则当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，所以可能是图中的图线C．
故选：C．
（2）①实验应采用分压接法、电流表外接法，故原理图如图；实物图可根据原理图画出，注意电源的正负极及电表的正负极；
②因电路保持通路，故可以用电压测两端的电压，判断是否有故障；若电路断开，则可以直接用欧姆表测电阻，若阻值非常大，则为断路；
③6、7间电压接近电动势，则说明电压表直接接在了电源两端，表明滑动变阻器以外的电路都是完好的，可能是滑动变阻器断路；
故答案为：（1）①交、220V；②B；③0.50；④C；（2）①原理图及实物图所图甲乙所示；②电压；欧姆；③以外的电路都是完好的；滑动变阻器断路．

点评：（1）对于基本实验仪器，要会正确使用，了解其工作原理，为将来具体实验打好基础，对于实验装置和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做．第2问选项C为易错选项，这个是课本参考实验的改进版，用这种方法可以准确得到小车受到的合外力，而不需要用重物的重力来近似代替，是一个比课本参考方案更好的办法，题目价值很高．
（2）力学实验重点在于分析电路的原理及注意事项；而电学实验重点在于仪表的选择、接法的选择及实物图的连接及实验中数据的分析．