Question

（Ⅰ）如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置．用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率．
（1）实验主要步骤如下：
①将拉力传感器固定在小车上；
②平衡摩擦力，让小车在没有拉力作用时能做

匀速直线

运动；
③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；
④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率v_A、v_B；
⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作．
（2）下表中记录了实验测得的几组数据，v_B²-v_A²是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a=

( v 2 B - v 2 A )

2L

，请将表中第3次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）；
（3）由表中数据，在坐标纸上作出a～F关系图线；

次数	F（N）	vB2-vA2（m2/s2）	a（m/s2）
1	0.60	0.77	0.80
2	1.04	1.61	1.68
3	1.42	2.34
4	2.62	4.65	4.84
5	3.00	5.49	5.72

（4）对比实验结果与理论计算得到的关系图线（图中已画出理论图线），造成上述偏差的原因是

没有完全平衡摩擦力

．
（Ⅱ）在长度和粗细均不相同的五个空心柱状绝缘管内注入质量和浓度都相同的某种导电液体，管的两端用铜制塞子封闭，并与接线柱相连．
（1）某同学用多用电表欧姆档×100分别粗测了这五段液柱的电阻，发现最大的电阻不超过最小的电阻的3倍．右图是测量其中电阻最小的液柱电阻时表盘的情况，管内液体的电阻是

1.36×10³

Ω．（结果保留三位有效数字）
（2）接着，该同学利用如下实验器材探究在电压相同的条件下，通过这五段液体的电流和液柱长度的关系：
A．直流电源：电动势15V，内阻很小，额定电流为1A；
B．电流表A₁：量程0～300mA，内阻约0.5Ω；
C．电流表A₂：量程0～15mA，内阻约 10Ω；
D．电压表V：量程0～15V，内阻约15kΩ；
E．滑动变阻器R：最大阻值5kΩ；
F． 开关、导线等
①实验要求操作方便，实验结果尽可能准确，则电流表应选用

A₂

 （填“A₁”或“A₂”）．
②该同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．
③该同学根据实验获得的有关电流I和长度l的五组数据，作出了上图所示的图线，图中横轴表示的物理量是

l^-2

．

Answer 1

分析：教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
知道实验中平衡摩擦力的作用和方法．
知道多用电表测量电阻的方法和读数．

解答：解：（Ⅰ）（1）②平衡摩擦力，让小车在没有拉力作用时能做匀速直线运动；
（2）根据运动学公式得：
加速度的表达式a=

( v 2 B - v 2 A )

2L

（3）如图所示：
根据a的表达式得：第三次a值为2.44．
（4）当F≤0.2N时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢．所以原因是没有完全平衡摩擦力．
（Ⅱ）（1）管内液体的电阻是1.36×10³Ω
（2）①电动势为15v，所以电路中电流不超过15mA，为了读数精确减小误差，则电流表应选用A₂．
    ②如图   
③质量和浓度都相同的某种导电液体，说明它们的体积相同．
根据欧姆定律：I=

U

ρ l s

=

U

ρ l2 V

=UV

l-2

ρ

该同学根据实验获得的有关电流I和长度l的五组数据，作出了上图所示的图线，图中横轴表示的物理量是l^-2．
故答案为：（Ⅰ）（1）匀速直线 
（2）

( v 2 B - v 2 A )

2L

   2.44 
（3）如图 
（4）没有完全平衡摩擦力 
Ⅱ（1）1.36×10³   （1.35～1.38均可）
（2）①A₂     ②如图   
③l^-2    
   

点评：对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．
多用电表读数时不要忘了倍率．
通过物理规律找出变量之间的关系，再结合图象分析．