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    (1)某课外小组利用重锤自由下落探究外力做功与物体动能变化的关系.将打点计时器固定在铁架台上,让重锤带着纸带由静止自由下落,打点计时器在纸带上打下系列  的点.实验中挑选出一条点迹清晰的纸带如图所示,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,用直尺量得AB=2.1mm、BC=5.9mm、CD=9.8mm、DE=13.7mm、EF=17.5mm.
    当地重力加速度为g=9.80m/s2.用天平称出重锤的质量是m=1.OOkg.则纸带上面B点到E点所对应的过程中,重力对重锤所做的功为W=______J;重锤动能的变化量△EK=______J;根据以上计算所得到的实验结论是______(计算结果均保留三位有效数字)

    魔方格

    (2)为了测量电阻Rx的阻值,实验室备有下列器材:
    A.待测电阻Rx,阻值约为200Ω
    B.直流电源,电动势约为3V,内电阻约为0.5Ω
    C.电流表A1,量程1OmA,内阻r=80Ω
    D.电流表A2,量程20mA,内阻约为30Ω
    E.定值电阻R0=100Ω
    F.滑动变阻器R,最大阻值为20Ω,额定电流1.0A
    G.单刀单掷开关一个,导线若干

    魔方格

    ①为尽量准确地测出Rx的阻值,甲、乙、丙三位同学设计了三种实验电路.如图所示,你认为正确的是______.(填“甲”、“乙”或“丙”).
    ②开始实验时,在合上开关S前.滑动变阻器的滑动触头应置于.端(填“a”或“b”).
    ③按所选的电路进行测量,读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.推导出计算Rx的表达式为Rx=______.
    本题信息:物理问答题难度一般 来源:未知
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本试题 “(1)某课外小组利用重锤自由下落探究外力做功与物体动能变化的关系.将打点计时器固定在铁架台上,让重锤带着纸带由静止自由下落,打点计时器在纸带上打下系...” 主要考查您对

实验:探究功与速度变化的关系

实验:伏安法测电阻

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探究功与速度变化的关系:

实验目的:
1、通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系。
2、体会探究的过程和所用的方法。
①实验思想方法:倍增法。虽为变力做功,但橡皮条做的功,随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。这种方法的构思极为巧妙。历史上,库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。当然,恒力做功时,倍增法同样适用。
②数据处理方法:图像法。作出功-速度(W-v)曲线,分析这条曲线,得出功与速度变化的定量关系。
③本实验中,还用到纸带的分析、速度的测量、力的平衡等相关的知识与技能。
3、激发学生的学习兴趣,体会学习的快乐;并通过亲身实践,树立起“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。
实验原理:
1、分析与猜测
①通过研究重力做的功,我们确立了重力势能的表达式,通过分析弹力做的功,我们探究了弹性势能的表达式,那么,要研究动能的变化,也要从力做功开始。
②物体在力的作用下通过一段位移时,力会对物体做功,物体的速度也会发生变化,所以二者之间存在联系。
2、探究的思路
①要探究功与物体速度变化的关系,就要改变力对物体做的功,测出力对物体做不同功时物体的速度。
②为简化实验,可将物体初速度设置为零,利用如图所示的装置进行实验,通过橡皮筋来对小车做功W,通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度v,然后分析功W与速度v的关系。

实验器材:
木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器)、电源、纸带等。
实验步骤:
1、按装置图安装好实验器材;
2、平衡摩擦力:将木板固定,打点计时器的一端稍微垫高,使小车能牵引纸带在木板上做匀速运动;
3、先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度v1,设此时橡皮筋对小车做功为W1,将数据记入表格,用标尺记录小车的初始位置;
4、改用2条、3条、4条……橡皮筋重复上述实验,让小车开始位置相同,每次橡皮筋拉开的长度相同,记录橡皮筋做功2W、3W、4W……情况下小车获得的速度v2、v3、v4……;
5、分析数据,研究W与v的关系。
数据处理:
用图象法处理实验数据。
我们可根据实验测得的数据,分别作出W—v曲线、W—v2曲线、W—v3曲线……哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线,功与速度之间就是哪一种正比关系。
用图象法处理数据,要比计算法更简捷更直观。
实验结论:
无论是通过计算法还是作图法都可以得出力对物体做的功与物体速度的平方成正比的结论,即W∝v2
注意事项:
1、平衡摩擦力:实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用,摩擦力对小车做负功,我们研究的是橡皮筋做的功与物体速度的关系,应设法排除摩擦力的影响。可采用将木板一端垫高的方法来实现。将木板一端垫高,使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡,就消除了摩擦力的影响。
2、每次实验所用的橡皮筋都相同并且橡皮筋拉伸的长度都保持一致。
3、打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀,应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度,因这一小段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形。(小车速度也可借助光电
门来测量)


伏安法测电阻:

实验原理:
欧姆定律。因此只要用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电流,用R=U/I即可得到阻值。
伏安法测电阻的两种接法:
1、电流表外接法:在电压表的内阻远远大于Rx时,使用(此时I0≈0);
2、电流表内接法:在电流表的内阻远远小于Rx时,使用(此时V0≈0)。

3、当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时,可根据:RARV>Rx2时,采用电流表外接法;当RARV<Rx2时,采用电流表内接法来确定。(口决:“大内小外”,即内接法适合测大电阻结果偏大,外接法适合测小电阻测量结果偏小)
4、如果不知道Rx,RV,RA的阻值,可用试触法,即通过不同的电表连接方式的电路,看电压表电流变化情况。如果电流表变化明显,说明电压表内阻对电路影响大,应选用电流表内接法同理,若电压表变化明显选用电流表外接法(简记为电流内接→电流表变化大;电压外接→电压表变化大)。
滑动变阻器的两种接法:
1、限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先考虑限流电路。
   
2、分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图,其输出电压由ap之间的电阻决定,这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下,一定要使用分压电路:
①要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。
②滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。
③电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。
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