Question

（2013?惠州三模）（1）利用如圖1所示的裝置 可以做力學中的一些實驗，已知交流 電的頻率為f，小車質量為M，鉤碼 質量為m．
①如果利用它來探究物體的加速度與 力、質量的關系時，為使小車所受的合外力等于細線的拉力，應該采取的措施是

平衡摩擦力

，要使細線的拉力等于鉤碼的總重量，應該滿足的條件是M

遠大于

 m（填“大于”、“遠大于”、“小于”或“遠小于”）
②在滿足了小車所受的合外力等于細線的拉力的條件下，且使細線的拉力等于鉤碼的 總重量，如果利用它來探究外力做功與動能的關系時得到的紙帶如圖2所示．O為小車開始 運動打下的第一點，A、B、C為過程中的三個相鄰的計數點，相鄰的計數點之間有四個點 沒有標出，有關數據如圖所示，要探究小車運動的動能定理，要滿足一個怎樣的關系式

mghB=

Mf2(hC-hA)2

200

 （用題中的字母符號表示）

③如果利用此裝置來驗證小車與鉤碼組成的系統機械能守恒時為盡可能消除摩擦力 對小車的影響：則小車質量和鉤碼的質量關系應該滿足M

遠小于

m （填“大于”、“遠大于”、“小于”或“遠小于”）
（2）用伏安法測量金屬絲的電阻，某同學設計了如圖3乙所示的電路圖，電源電動勢E=4V． 實驗要求獲得多組數據，且金屬絲上所加的電壓須從零開始．
①某同學先用多用電表粗測該金屬絲的電阻．用已經調好零且選擇開關指向歐姆擋“X 10“檔位的多用電表測量，發現指針的偏轉角度太大，這時他應將選擇開關換成歐姆擋的檔位（選填“x1OO”或“X1”），然后進行

歐姆調零

，再次測量電阻絲的阻值，其表盤及指針所指位置如圖3甲所示，則此段電阻絲的電阻為

14

Ω_．
②請根據圖乙的電路圖，在圖3丙圖中完成連線．
③連接電路時，開關S應處于

斷開

（選填“閉合“或“斷開”）狀態；開關閉合前，應將滑動變阻器的滑片P置于

a

端（選填“a”或“b”）；為使電壓表示數增大，P應由中點向

b

端滑動（選填“a”或“b”）．

Answer 1

分析：（1）①為了使合力等于細線的拉力，需平衡摩擦力，為了使細線的拉力等于鉤碼的總質量，M應遠大于m．
②根據動能定理得出小車應滿足的關系式．
③為了消除摩擦力產生的影響，小車的質量應遠小于鉤碼的質量．
（2）①歐姆表的零刻度在表盤的右側，當指針偏角較大時，說明電阻較小．換擋后需重新進行歐姆調零，電阻的阻值等于表盤讀數乘以倍率．
②根據電路圖連接實物圖．
③連接電路時，為了安全，開關S應處于斷開狀態，閉合開關前，為了保護電路，將滑片置于a端．

解答：解：（1）①為使小車所受的合外力等于細線的拉力，實驗前需平衡摩擦力；
對系統運用牛頓第二定律得，有mg=（M+m）a，解得a=

mg

M+m

，隔離分析得，T=Ma=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

，知當M遠大于m時，細線的拉力等于鉤碼的總重量．
②根據動能定理得，mgh_B=

1

2

MvB2，vB=

hC-hA

2t

=

hC-hA

10 f

=

(hC-hA)f

10

，要探究小車運動的動能定理，要滿足的關系式為：mghB=

Mf2(hC-hA)2

200

．
③為盡可能消除摩擦力對本實驗的影響，使驗證結果盡可能準確，則小車質量M和鉤碼質量m的關系應該滿足M＜＜m，這樣能使摩擦力做的功相對少些，以減小機械能的損失．
（2）①用已經調好零且選擇開關指向歐姆擋“X 10“檔位的多用電表測量，發現指針的偏轉角度太大，知該電阻較小，應將選擇開關換成×1檔，然后進行歐姆調零，電阻的阻值為14Ω．
②根據電路圖連接實物圖，如圖所示．
③連接電路時，開關S應處于斷開狀態，開關閉合前，應將滑動變阻器的滑片P置于a端，為使電壓表示數增大，P應由中點向b端移動．
故答案為：（1）①平衡摩擦力，遠大于，②mghB=

Mf2(hC-hA)2

200

，③遠小于．
（2）①×1，歐姆調零，14Ω  ②如圖所示   ③斷開，a，b．

點評：本題考查了力學和電學兩個實驗，關鍵知道實驗的原理，以及知道實驗中注意的事項．