Question

Ⅰ．（1）在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌跡運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球作平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描出運(yùn)動(dòng)的軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上

 

．
A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端切線水平
B．每次釋放小球的位置必須不同
C．每次必須將小球由靜止釋放
D．記錄小球位置的木條（或凹槽）每次必須等距離下降
E．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸
F．將記錄球的位置的紙取下后，用直尺將點(diǎn)連成折線
（2）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)對平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，他在坐標(biāo)紙上記錄了拋物線軌跡的一部分，如圖1所示．O點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，x軸沿水平方向，由圖中所給的數(shù)據(jù)可求出平拋物體的初速度是

 

m/s，拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為

 

（g取10m/s²）

Ⅱ．用以下器材測量一待測電燈泡R_x的阻值（900～1000Ω）：
電源E，具有一定的內(nèi)阻，電動(dòng)勢約為9.0V；
電壓表V₁，量程為1.5V，內(nèi)阻r₁=750Ω；
電壓表V₂，量程為5V，內(nèi)阻r₂=2500Ω；
滑線變阻器R，最大阻值約為100Ω；
單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干．
（1）測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的

1

3

，為了較好地測得燈泡電阻Rx，實(shí)驗(yàn)中要多測幾組數(shù)據(jù)，試在圖2中虛線框內(nèi)畫出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的最佳電路原理圖（部分元件已畫出，原理圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）
（2）若電壓表V₁的讀數(shù)用U₁表示，若電壓表V₂的讀數(shù)用U₂表示，則由已知量和測得量表示R_x的公式為R_x=

 

（3）利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)的裝置和電路原理圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼�理，能否描繪出燈泡的伏安特性曲線？答：

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ．保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線．
Ⅱ．（1）由于本實(shí)驗(yàn)需測定的電阻R_x的阻值（900～1000Ω），接近電壓表V₁和V₂的內(nèi)阻，電阻值較大，屬于大電阻，電源電動(dòng)勢9V，大于兩個(gè)電壓表的量程，電壓表內(nèi)阻都已知，可將電壓表當(dāng)作大電阻使用，所以要將電阻與電壓表串聯(lián)，采用串聯(lián)分壓法，將一個(gè)電壓表當(dāng)電流計(jì)使用，另一個(gè)電壓表就當(dāng)電壓表使用，滑線變阻器R的最大阻值遠(yuǎn)小于電阻R_x，故必須采用分壓接法；
（2）電阻Rx的電壓等于并聯(lián)電壓表的電壓，電流等于干路電流減去與電阻R_x并聯(lián)的電壓表的電流，由于電壓表內(nèi)阻已知，通過它們的電流等于其兩端電壓除以其阻值．

解答：解：Ⅰ．（1）A、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)．故A正確．
    B、因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度．故B錯(cuò)誤，C正確．
    D、因平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間里，位移越來越大，因此木條（或凹槽）下降的距離不應(yīng)是等距的，故D錯(cuò)誤；
    E、實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線．故F錯(cuò)誤，E正確．
故選ACE．
（2）通過圖1可以看出，小球在OA、AB、BC段水平方向的位移是相等的，所以小球在各段上的時(shí)間是相等的．
小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以：△y=gT=

.

AB

-

.

OA

代人數(shù)據(jù)解得：T=

. AB - . OA g

=0.1s
小球在水平方向上的初速度：v0=

x

T

=

0.4

0.1

m/s=4m/s
小球經(jīng)過A時(shí)，豎直方向的分速度：vyA=

. OB y

2T

=

0.6

2×0.1

=3m/s
小球從拋出到A所用的時(shí)間：tA=

vyA

g

=0.3s
小球從拋出到O所用的時(shí)間：t=t_A-T=0.2s
小球從拋出到O點(diǎn)，水平方向的位移：x=v₀t=4×0.2m=0.8m
               豎直方向的位移：y=

1

2

gt2=

1

2

×10×0．22=0.2m
所以小球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為：（-0.8m、-0.2m）
Ⅱ．（1）在實(shí)驗(yàn)中測定的電阻R_x的阻值（900～1000Ω）接近電壓表V₁和V₂的內(nèi)阻，屬于測定大電阻，所以采用串聯(lián)分壓法，此外滑線變阻器R的最大阻值很小，必須采用分壓接法，故實(shí)驗(yàn)電路原理圖如下方的左圖或右圖

左圖中電壓表V₁和R_x并聯(lián)電阻約為420Ω，兩圖都滿足題中要求“電壓表的讀數(shù)不小于其量程的

1

3

”．
（2）在右圖中U2=U1+Rx×

U1

r1

化簡得Rx=

(U2-U1)r1

U1

（3）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)所用的電路中，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，所以燈泡上的電壓有比較大的變化范圍，所以能描繪出燈泡的伏安特性曲線．
故答案為：Ⅰ．（1）ACE      （2）4、（-0.8m、-0.2m）
Ⅱ．（1）畫出電路圖（滑動(dòng)變阻器用分壓接法，電壓表1與燈泡串聯(lián)，電壓表2測串聯(lián)組的電壓）
（2）Rx=

(U2-U1)r1

U1

；（3）能（或可以）

點(diǎn)評：Ⅰ．解決平拋實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理，要注重學(xué)生對探究原理的理解．
Ⅱ．本題關(guān)鍵在于電壓表內(nèi)阻已知，可以當(dāng)作電流表使用，而且電壓表內(nèi)阻與待測電阻的阻值相接近，故將一個(gè)電壓表與待測電阻并聯(lián)，另一個(gè)與電壓表串聯(lián)分壓，當(dāng)電流計(jì)使用．