Question

（1）①某同學設計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質量m關系的實驗，圖甲為實驗裝置簡圖．他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為下列哪二項說法是正確的：
A．要平衡摩擦力                    B．實驗時不需要平衡摩擦力
C．鉤碼的重力要遠小于小車的總重力  D．實驗進行時應先釋放小車再接通電源
②如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計數點，相鄰計數點間的時間間隔為T，距離如圖．則打C點時小車的速度為

L3-L1

2T

；若要驗證合外力的功與動能變化間的關系，除位移、速度外，還要測出兩個物理量是

鉤碼的重力和小車的總質量

．


（2）為檢測一個標稱值為5Ω的滑動變阻器，現可供使用的器材如下：
A．待測滑動變阻器R_x，總電阻約5Ω
B．電流表A₁，量程0.6A，內阻約0.6Ω
C．電流表A₂，量程3A，內阻約0.12Ω
D．電壓表V₁，量程15V，內阻約15kΩ
E．電壓表V₂，量程3V，內阻約3kΩ
F．滑動變阻器R，總電阻約20Ω
G．直流電源E，電動勢3V，內阻不計
H．電鍵S、導線若干
①為了盡可能精確測定R_x的總電阻值，所選電流表為

A₁

（填“A₁”或“A₂”），所選電壓表為

V₂

（填“V₁”或“V₂”）．
②請根據實驗原理圖甲，完成圖乙未完成的實物連接，使其成為測量電路．
③如圖丙所示是用螺旋測微器測量待測滑動變阻器所采用的電阻絲的直徑，則該電阻絲的直徑為

1.205

mm．

Answer 1

分析：小車在水平木板運動時水平方向上受到繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：設小車加速度為a，則：繩上的力為F=Ma，對鉤碼來說：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，則Ma=（M+m）a，必須要滿足鉤碼的質量遠小于小車的總質量．
由勻變速直線運動的推論某點的瞬時速度等于前后兩點間的平均速度；要合外力的功與動能變化間關系，表示出功與動能變化的表達式，看還需要測量那些物理量即可；
根據電源電動勢與被測電阻的粗略值由歐姆定律確定電流最大值從而選擇適當量程；被測電阻為小電阻，要采用電流表外接，另外注意滑動變阻器的分壓接法；
螺旋測微器的讀數需要先讀出主尺的刻度，然后讀出可動刻度，注意估讀．

解答：解：（1）①小車在水平木板運動時水平方向受到繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
其次：設小車質量M，鉤碼質量m，整體的加速度為a，繩上的拉力為F，則：
對小車有：F=Ma；
對鉤碼有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；
如果用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，則要求：Ma=（M+m）a，必須要滿足鉤碼的質量遠小于小車的總質量，這樣兩者才能近似相等．
實驗進行時應先接通電源再釋放紙帶，故D錯誤；
故選：AC．
②由勻變速直線運動的推論某點的瞬時速度等于前后兩點間的平均速度C點時小車的速度：v_c=

L3-L1

2T

驗證合外力的功與動能變化間的關系只需驗證：mgx=

1

2

Mv²，所以需要測量的物理量還有：鉤碼的重力和小車的總質量．
（2）①電動勢3V，電阻約5Ω，由歐姆定律則電流I約為0.6A，故電流表選A₁，電壓表選V₂，
②為了盡可能精確測定R_x滑動變阻器選擇分壓接法，被測電阻屬于小電阻，電流外接，故電路圖如圖：

③螺旋測微器的讀數需要先讀出主尺的刻度，然后讀出可動刻度：
游標卡尺的讀數需要先讀出主尺的刻度為：1mm，然后讀出可動刻度，為：0.01×20.5=0.205mm．所以總讀數為：1mm+0.205mm=1.205mm
故答案為：（1）①AC②

L3-L1

2T

；鉤碼的重力和小車的總質量；
（2）①A₁；  V₂
②如圖
③1.205

點評：當要求電流或電壓從零調或變阻器全電阻遠小于待測電阻值時，變阻器應用分壓式，一般來說變阻器能用限流式的也可以用分壓式．