Question

（1）某探究小組設(shè)計了“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案。如圖所示，將一個小球和一個滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端。開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度H、滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動的位移。（空氣阻力對本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略）

①滑塊沿斜面運(yùn)動的加速度與重力加速度的比值為________。
②滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為__________________。
③以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是________。
a．滑塊的質(zhì)量
b．當(dāng)?shù)刂亓�加速度的大�?br />c．長度測量時的讀數(shù)誤差
d．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時
（2）某同學(xué)利用圖甲所示電路，探究了電源在不同負(fù)載下的輸出功率。
①所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖，請在給出的直角坐標(biāo)系上(見答題卡)畫出的圖像。
 ②根據(jù)所畫的圖像，可求得電流時電源的輸出功率為________。（保留兩位有效數(shù)）
③實(shí)驗(yàn)完成后，該同學(xué)對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了反思，認(rèn)為按圖甲電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過程中存在安全隱患，并對電路重新設(shè)計。在圖乙所示的電路中，你認(rèn)為既能測出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是   。（R_x阻值未知）

Answer 1

分析：（1）由于同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，說明小球和滑塊的運(yùn)動時間相同，由勻加速運(yùn)動的位移時間公式和自由落體的位移時間公式即可求得加速度的比值；由牛頓第二定律及幾何關(guān)系即可求得滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；由μ的數(shù)學(xué)表達(dá)式就可以知道能引起實(shí)驗(yàn)誤差的因數(shù)，還要注意小球落地和滑塊撞擊擋板不同時也會造成誤差；
（2）由圖可知：電流I=0.20A時，電源輸出電壓為1.85V，就可以求出電源的輸出功率．電路a當(dāng)滑動變阻器滑動片滑動到最右端，電源短路，存在安全隱患；電路d電壓表測量的電源路端電壓，不能測出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，既能測出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是電路bc．
解答：解：（1）①由于同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，說明小球和滑塊的運(yùn)動時間相同，
由x=at²和H=gt²得：=；
②根據(jù)幾何關(guān)系可知：sinα=，cosα=
對滑塊由牛頓第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma，且a=，聯(lián)立方程解得μ=（h-）．
③由μ得表達(dá)式可知，能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是長度x、h、H測量時的讀數(shù)誤差，同時要注意小球落地和滑塊撞擊擋板不同時也會造成誤差，故第三小問選cd；
（2）①如題圖所示：

②電流I=0.20A時，電源輸出電壓為1.85V，電源的輸出功率為P=UI=1.85×0.20W=0.37W．
③電路a當(dāng)滑動變阻器滑動片滑動到最右端，電源短路，存在安全隱患；電路d電壓表測量的電源路端電壓，不能測出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，既能測出電源在不同負(fù)載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是電路bc．
故答案為：（1）①；②(h-)；③cd；（2）①如圖所示；②0.37；③bc．
點(diǎn)評：本題考查了勻加速直線運(yùn)動和自由落體運(yùn)動的基本公式，要求同學(xué)們能學(xué)會對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析，并能根據(jù)題意設(shè)計或分析電路圖，要求較高．