Question

Ⅰ．（1）在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次沿同一轨迹运动，通过描点法画出小球作平抛运动的轨迹，为了能较准确地描出运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上

 

．
A．通过调节使斜槽的末端切线水平
B．每次释放小球的位置必须不同
C．每次必须将小球由静止释放
D．记录小球位置的木条（或凹槽）每次必须等距离下降
E．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
F．将记录球的位置的纸取下后，用直尺将点连成折线
（2）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在坐标纸上记录了抛物线轨迹的一部分，如图1所示．O点不是抛出点，x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是

 

m/s，抛出点的坐标为

 

（g取10m/s²）

Ⅱ．用以下器材测量一待测电灯泡R_x的阻值（900～1000Ω）：
电源E，具有一定的内阻，电动势约为9.0V；
电压表V₁，量程为1.5V，内阻r₁=750Ω；
电压表V₂，量程为5V，内阻r₂=2500Ω；
滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；
单刀单掷开关K，导线若干．
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的

1

3

，为了较好地测得灯泡电阻Rx，实验中要多测几组数据，试在图2中虚线框内画出进行实验的最佳电路原理图（部分元件已画出，原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）
（2）若电压表V₁的读数用U₁表示，若电压表V₂的读数用U₂表示，则由已知量和测得量表示R_x的公式为R_x=

 

（3）利用这个实验的装置和电路原理图进行实验，并对测得的数据进行适当的整理，能否描绘出灯泡的伏安特性曲线？答：

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ．保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．
Ⅱ．（1）由于本实验需测定的电阻R_x的阻值（900～1000Ω），接近电压表V₁和V₂的内阻，电阻值较大，属于大电阻，电源电动势9V，大于两个电压表的量程，电压表内阻都已知，可将电压表当作大电阻使用，所以要将电阻与电压表串联，采用串联分压法，将一个电压表当电流计使用，另一个电压表就当电压表使用，滑线变阻器R的最大阻值远小于电阻R_x，故必须采用分压接法；
（2）电阻Rx的电压等于并联电压表的电压，电流等于干路电流减去与电阻R_x并联的电压表的电流，由于电压表内阻已知，通过它们的电流等于其两端电压除以其阻值．

解答：解：Ⅰ．（1）A、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动．故A正确．
    B、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度．故B错误，C正确．
    D、因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条（或凹槽）下降的距离不应是等距的，故D错误；
    E、实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．故F错误，E正确．
故选ACE．
（2）通过图1可以看出，小球在OA、AB、BC段水平方向的位移是相等的，所以小球在各段上的时间是相等的．
小球在竖直方向上做自由落体运动，所以：△y=gT=

.

AB

-

.

OA

代人数据解得：T=

. AB - . OA g

=0.1s
小球在水平方向上的初速度：v0=

x

T

=

0.4

0.1

m/s=4m/s
小球经过A时，竖直方向的分速度：vyA=

. OB y

2T

=

0.6

2×0.1

=3m/s
小球从抛出到A所用的时间：tA=

vyA

g

=0.3s
小球从抛出到O所用的时间：t=t_A-T=0.2s
小球从抛出到O点，水平方向的位移：x=v₀t=4×0.2m=0.8m
               竖直方向的位移：y=

1

2

gt2=

1

2

×10×0．22=0.2m
所以小球抛出点的坐标为：（-0.8m、-0.2m）
Ⅱ．（1）在实验中测定的电阻R_x的阻值（900～1000Ω）接近电压表V₁和V₂的内阻，属于测定大电阻，所以采用串联分压法，此外滑线变阻器R的最大阻值很小，必须采用分压接法，故实验电路原理图如下方的左图或右图

左图中电压表V₁和R_x并联电阻约为420Ω，两图都满足题中要求“电压表的读数不小于其量程的

1

3

”．
（2）在右图中U2=U1+Rx×

U1

r1

化简得Rx=

(U2-U1)r1

U1

（3）因为实验所用的电路中，滑动变阻器采用分压式接法，所以灯泡上的电压有比较大的变化范围，所以能描绘出灯泡的伏安特性曲线．
故答案为：Ⅰ．（1）ACE      （2）4、（-0.8m、-0.2m）
Ⅱ．（1）画出电路图（滑动变阻器用分压接法，电压表1与灯泡串联，电压表2测串联组的电压）
（2）Rx=

(U2-U1)r1

U1

；（3）能（或可以）

点评：Ⅰ．解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解．
Ⅱ．本题关键在于电压表内阻已知，可以当作电流表使用，而且电压表内阻与待测电阻的阻值相接近，故将一个电压表与待测电阻并联，另一个与电压表串联分压，当电流计使用．