Question

（1）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x．（空气阻力对本实验的影响可以忽略）
①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为______．
②滑块与斜面间的动摩擦因数为______．
③以下能引起实验误差的是______．
a．滑块的质量
b．当地重力加速度的大小
c．长度测量时的读数误差
d．小球落地和滑块撞击挡板不同时
（2）某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．
①所得实验数据如下表，请在给出的直角坐标系上（见答题卡）画出U-I的图象．

	1.96	1.86	1.80	1.84	1.64	1.56
	0.05	0.15	0.25	0.35	0.45	0.55

②根据所画U-I的图象，可求得电流I=0.20A时电源的输出功率为______W．（保留两位有效数）
③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是______．（R_x阻值未知）

Answer 1

解：（1）①由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，
由x=和H=得：；
②根据几何关系可知：sinα=，cosα=
对滑块由牛顿第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma，且a=，
联立方程解得μ=（h-）．
③由μ得表达式可知，能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差，同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故第三小问选cd；
（2）①如题图所示：

②电流I=0.20A时，电源输出电压为1.85V，电源的输出功率为P=UI=1.85×0.20W=0.37W．
③电路a当滑动变阻器滑动片滑动到最右端，电源短路，存在安全隐患；电路d电压表测量的电源路端电压，不能测出电源在不同负载下的输出功率，既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是电路bc．
故答案为：（1）①；②；③cd；（2）①如图所示；②0.37；③bc．
分析：（1）由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值；由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数；由μ的数学表达式就可以知道能引起实验误差的因数，还要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差；
（2）由图可知：电流I=0.20A时，电源输出电压为1.85V，就可以求出电源的输出功率．电路a当滑动变阻器滑动片滑动到最右端，电源短路，存在安全隐患；电路d电压表测量的电源路端电压，不能测出电源在不同负载下的输出功率，既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是电路bc．
点评：本题考查了匀加速直线运动和自由落体运动的基本公式，要求同学们能学会对实验进行误差分析，并能根据题意设计或分析电路图，要求较高．