Question

（Ⅰ）如圖為用拉力傳感器和速度傳感器探究“加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置．用拉力傳感器記錄小車(chē)受到拉力的大小，在長(zhǎng)木板上相距L=48.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，分別記錄小車(chē)到達(dá)A、B時(shí)的速率．
（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
①將拉力傳感器固定在小車(chē)上；
②平衡摩擦力，讓小車(chē)在沒(méi)有拉力作用時(shí)能做

勻速直線

運(yùn)動(dòng)；
③把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連；
④接通電源后自C點(diǎn)釋放小車(chē)，小車(chē)在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力F的大小及小車(chē)分別到達(dá)A、B時(shí)的速率v_A、v_B；
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)④的操作．
（2）下表中記錄了實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)，v_B²-v_A²是兩個(gè)速度傳感器記錄速率的平方差，則加速度的表達(dá)式a=

( v 2 B - v 2 A )

2L

，請(qǐng)將表中第3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；
（3）由表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出a～F關(guān)系圖線；

次數(shù)	F（N）	vB2-vA2（m2/s2）	a（m/s2）
1	0.60	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34
4	2.62	4.65	4.84
5	3.00	5.49	5.72

（4）對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的關(guān)系圖線（圖中已畫(huà)出理論圖線），造成上述偏差的原因是

沒(méi)有完全平衡摩擦力

．
（Ⅱ）在長(zhǎng)度和粗細(xì)均不相同的五個(gè)空心柱狀絕緣管內(nèi)注入質(zhì)量和濃度都相同的某種導(dǎo)電液體，管的兩端用銅制塞子封閉，并與接線柱相連．
（1）某同學(xué)用多用電表歐姆檔×100分別粗測(cè)了這五段液柱的電阻，發(fā)現(xiàn)最大的電阻不超過(guò)最小的電阻的3倍．右圖是測(cè)量其中電阻最小的液柱電阻時(shí)表盤(pán)的情況，管內(nèi)液體的電阻是

1.36×10³

Ω．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（2）接著，該同學(xué)利用如下實(shí)驗(yàn)器材探究在電壓相同的條件下，通過(guò)這五段液體的電流和液柱長(zhǎng)度的關(guān)系：
A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻很小，額定電流為1A；
B．電流表A₁：量程0～300mA，內(nèi)阻約0.5Ω；
C．電流表A₂：量程0～15mA，內(nèi)阻約 10Ω；
D．電壓表V：量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ；
E．滑動(dòng)變阻器R：最大阻值5kΩ；
F． 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等
①實(shí)驗(yàn)要求操作方便，實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，則電流表應(yīng)選用

A₂

 （填“A₁”或“A₂”）．
②該同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請(qǐng)你在實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接．
③該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的有關(guān)電流I和長(zhǎng)度l的五組數(shù)據(jù)，作出了上圖所示的圖線，圖中橫軸表示的物理量是

l^-2

．

Answer 1

分析：教科書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
知道實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力的作用和方法．
知道多用電表測(cè)量電阻的方法和讀數(shù)．

解答：解：（Ⅰ）（1）②平衡摩擦力，讓小車(chē)在沒(méi)有拉力作用時(shí)能做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：
加速度的表達(dá)式a=

( v 2 B - v 2 A )

2L

（3）如圖所示：
根據(jù)a的表達(dá)式得：第三次a值為2.44．
（4）當(dāng)F≤0.2N時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車(chē)的加速度還為0，說(shuō)明小車(chē)的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．所以原因是沒(méi)有完全平衡摩擦力．
（Ⅱ）（1）管內(nèi)液體的電阻是1.36×10³Ω
（2）①電動(dòng)勢(shì)為15v，所以電路中電流不超過(guò)15mA，為了讀數(shù)精確減小誤差，則電流表應(yīng)選用A₂．
    ②如圖   
③質(zhì)量和濃度都相同的某種導(dǎo)電液體，說(shuō)明它們的體積相同．
根據(jù)歐姆定律：I=

U

ρ l s

=

U

ρ l2 V

=UV

l-2

ρ

該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的有關(guān)電流I和長(zhǎng)度l的五組數(shù)據(jù)，作出了上圖所示的圖線，圖中橫軸表示的物理量是l^-2．
故答案為：（Ⅰ）（1）勻速直線 
（2）

( v 2 B - v 2 A )

2L

   2.44 
（3）如圖 
（4）沒(méi)有完全平衡摩擦力 
Ⅱ（1）1.36×10³   （1.35～1.38均可）
（2）①A₂     ②如圖   
③l^-2    
   

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．
多用電表讀數(shù)時(shí)不要忘了倍率．
通過(guò)物理規(guī)律找出變量之間的關(guān)系，再結(jié)合圖象分析．