Question

（1）如图1，一固定斜面的倾角为α，高为h．一小球从斜面顶端沿水平方向抛出，恰好落至斜面底端．不计小球运动中所受的空气阻力，设重力加速度为g．则小球抛出时的初速度为    ，抛出后小球距离斜面最远时的速度为    ．
（2）实验室购进了一批低电阻的电磁螺线管，已知这批电磁螺线管使用的金属丝的电阻率ρ=1.7×10^-8Ω?m．课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等．
①．为了减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图（a）的A、B、C、D四个电路中选择    电路来测量金属丝电阻；

②．他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图（b），金属丝的直径为    mm；
③．根据电路测得的金属丝的电阻值为4Ω，则可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为    m．（结果保留两位有效数字）
（3）为测定木块与斜面之间的动摩擦因数μ，某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速运动，如图；他使用的实验器材仅限于①倾角固定的斜面（倾角未知），②木块（可视为质点），③秒表，④米尺．（重力加速度g为已知）
请写出实验中应记录的物理量及其符号是    ．
计算动摩擦因数的表达式是μ=    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据平抛运动的分位移公式和分速度公式列式后联立求解即可；
（2）通过实验来测算螺线管使用的金属丝长度，由电阻定律已知电阻率、电阻及横截面积，则可求出金属丝的长度．同时运用伏安法电流表外接法，变阻器分压式来测量金属丝的电阻；
（3）木块沿斜面下滑，用刻度尺测出斜面的长度，即木块的位移，用秒表测出木块的运动时间，由匀变速运动的位移公式可以求出木块的加速度；再用刻度尺测出斜面的高度，由数学知识求出斜面的倾角；最后对木块进行受力分析，由牛顿第二定律列方程，然后求出动摩擦因数．
解答：解：（1）平抛运动，有：


联立解得：
；
当速度方向与斜面平行时，物体与斜面间距最大，故：

故
故答案为：，．
（2）①由于金属丝的电阻较小，则选择电流表外接法．并为了减少实验误差，且在实验中获得较大的电压调节范围，所以变阻器要选择分压式接法，故选D；
②螺旋测微器的读数是由固定刻度与旋转刻度组合，且最后加上估计值而成．0+26.2×0.01mm=0.262mm 最后估计值为±0.002mm，所以读数为0.262 mm （0.260-0.264mm均可）
③由R=ρ得L==m=12.5m 由于结果保留两位有效数字，所以为：13m；
故答案为：将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零；D；0.260mm；13；
（3）实验中需要测出：斜面的长度L，斜面的高度h，斜面的底面边长d，木块下滑的时间t；
木块做初速度为零的匀加速运动，则L=at²，木块的加速度a=；
对木块，由牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，
设斜面倾角为θ，sinθ=，cosθ=，
解得：μ=-；
故答案为：斜面长度L、斜面高度h、木块下滑的时间t，斜面对应的底边长d；μ=-．
点评：本题是电学实验综合题，第一小题关键根据平抛运动的分运动公式列式求解；第二小题关键明确实验原理和实验的误差来源，会用电阻定律列式计算；第三小题中物体沿斜面下滑是一个重要的物理模型，这类问题变化多样，包含丰富的物理知识，一定要对该过程中摩擦力、弹力、重力沿斜面的分力、加速度等物理量的变化分析透彻．