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系”實驗裝置．用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小，在長木板上相距L=48.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車到達A、B時的速率．
（1）實驗主要步驟如下：
①將拉力傳感器固定在小車上；
②平衡摩擦力，讓小車在沒有拉力作用時能做

勻速直線

運動；
③把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；
④接通電源后自C點釋放小車，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力F的大小及小車分別到達A、B時的速率v_A、v_B；
⑤改變所掛鉤碼的數量，重復④的操作．
（2）下表中記錄了實驗測得的幾組數據，v_B²-v_A²是兩個速度傳感器記錄速率的平方差，則加速度的表達式a=

( v 2 B - v 2 A )

2L

，請將表中第3次的實驗數據填寫完整（結果保留三位有效數字）；
（3）由表中數據，在坐標紙上作出a～F關系圖線；

次數	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）對比實驗結果與理論計算得到的關系圖線（圖中已畫出理論圖線），造成上述偏差的原因是

沒有完全平衡摩擦力

．
（Ⅱ）在長度和粗細均不相同的五個空心柱狀絕緣管內注入質量和濃度都相同的某種導電液體，管的兩端用銅制塞子封閉，并與接線柱相連．
（1）某同學用多用電表歐姆檔×100分別粗測了這五段液柱的電阻，發現最大的電阻不超過最小的電阻的3倍．右圖是測量其中電阻最小的液柱電阻時表盤的情況，管內液體的電阻是

1.36×10³

Ω．（結果保留三位有效數字）
（2）接著，該同學利用如下實驗器材探究在電壓相同的條件下，通過這五段液體的電流和液柱長度的關系：
A．直流電源：電動勢15V，內阻很小，額定電流為1A；
B．電流表A₁：量程0～300mA，內阻約0.5Ω；
C．電流表A₂：量程0～15mA，內阻約 10Ω；
D．電壓表V：量程0～15V，內阻約15kΩ；
E．滑動變阻器R：最大阻值5kΩ；
F． 開關、導線等
①實驗要求操作方便，實驗結果盡可能準確，則電流表應選用

A₂

 （填“A₁”或“A₂”）．
②該同學已經完成部分導線的連接，請你在實物接線圖中完成余下導線的連接．
③該同學根據實驗獲得的有關電流I和長度l的五組數據，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：教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
知道實驗中平衡摩擦力的作用和方法．
知道多用電表測量電阻的方法和讀數．

解答：解：（Ⅰ）（1）②平衡摩擦力，讓小車在沒有拉力作用時能做勻速直線運動；
（2）根據運動學公式得：
加速度的表達式a=

( v 2 B - v 2 A )

2L

（3）如圖所示：
根據a的表達式得：第三次a值為2.44．
（4）當F≤0.2N時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．所以原因是沒有完全平衡摩擦力．
（Ⅱ）（1）管內液體的電阻是1.36×10³Ω
（2）①電動勢為15v，所以電路中電流不超過15mA，為了讀數精確減小誤差，則電流表應選用A₂．
    ②如圖   
③質量和濃度都相同的某種導電液體，說明它們的體積相同．
根據歐姆定律：I=

U

ρ l s

=

U

ρ l2 V

=UV

l-2

ρ

該同學根據實驗獲得的有關電流I和長度l的五組數據，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    
   

點評：對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．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．
多用電表讀數時不要忘了倍率．
通過物理規律找出變量之間的關系，再結合圖象分析．