Question

Ⅰ．某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

（1）實驗前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？

接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動）

．
（2）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=

0.52

cm；實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t=1.2×10^-2s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為

0.43

m/s．在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s和

滑塊的質(zhì)量M

（文字說明并用相應(yīng)的字母表示）．
（3）本實驗通過比較

mgs

和

1

2

(M+m)(

d

△t

)

2

在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測量的物理量符號表示），從而驗證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

Ⅱ．如圖是“測電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路，器材如下：待測電源（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻較�。� 

量程3V的理想電壓表V
量程0.6A的電流表A（具有一定內(nèi)阻）
定值電阻R₀（R₀=1.50Ω）
滑動變阻器R₁（0-10Ω）
滑動變阻器R₂（0-200Ω）
開關(guān)S、導(dǎo)線若干
①為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，滑動變阻器應(yīng)選用

R

1

（填R₁或 R₂）．
②用筆畫線代替導(dǎo)線在實物圖中完成連線．
③實驗中，改變滑動變阻器的阻值，測出當(dāng)電流表讀數(shù)為I₁時，電壓表讀數(shù)為U₁；當(dāng)電流表讀數(shù)為I₂時，電壓表讀數(shù)為U₂．則待測電源內(nèi)阻的表達(dá)式r=

U   2 -U   1

I   1 -I   2

-R

0

．（用I₁、I₂、U₁、U₂和R₀表示）

Answer 1

分析：Ⅰ題的關(guān)鍵是對鉤碼與滑塊組成的系統(tǒng)滿足機(jī)械能守恒的條件，應(yīng)有mgs=

1

2

(M+m

)v

2

；Ⅱ題的關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律估算出電路中的最大電阻，然后選取與之最接近的滑動變阻器，再根據(jù)閉合電路歐姆定律聯(lián)立方程，注意把

R

0

看成電源的內(nèi)阻，解出r的表達(dá)式即可．

解答：解：Ⅰ（1）判斷導(dǎo)軌是否水平的方法是：接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動）．   
（2）游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d=5mm+2×0.1mm=5.2mm=0.52cm，由v=

d

△t

=

0.52×0.01

1.2 ×10 -2

s=0.43m/s，根據(jù)機(jī)械能守恒定律應(yīng)有mgs=

1

2

(M+m

)v

2

=

1

2

(M+m)(

d

△t

)

2

，可見還需要測量滑塊的質(zhì)量M．
（3）本次實驗通過比較mgs和

1

2

(M+m)(

d

△t

)

2

是否相等來驗證機(jī)械能是否守恒．
Ⅱ①根據(jù)閉合電路歐姆定律可求出電路中的最大電阻為

R

max

=

E

1 3 I   A

=

3

1 3 ×0.6

Ω=15Ω，所以滑動變阻器應(yīng)選

R

1

．
②實物連線如圖所示

③根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=

U

1

+

I

1

(R

0

+r)，E=

U

2

+I

2

(R

0

+r)，解得r=

U   2 -U   1

I   1 -I   2

-R

0

故答案為Ⅰ（1）接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動）
          （2）0.52，0.43，滑塊的質(zhì)量M
          （3）mgs 

1

2

(M+m)(

d

△t

)

2

Ⅱ①

R

1

        ②如圖
        ③

U   2 -U   1

I   1 -I   2

-R

0

點(diǎn)評：解決實驗問題的關(guān)鍵是明確實驗原理，根據(jù)物理規(guī)律列出表達(dá)式，然后求解討論即可．