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I、伽利略在《两种新科学的对话》一书中,讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题...

I、伽利略在《两种新科学的对话》一书中,讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题,提出了这样的猜想:物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还运用实验验证了他的猜想.某校物理兴趣小组的同学依据伽利略描述的实验方案,设计了如下实验,探究物体沿斜面下滑的运动.
①实验时,让滑块从不同的高度由静止沿斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中,当滑块碰到挡板时同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的).该实验方案是利用量筒中收集的水量来测量______的.
②下表是该小组同学测得的有关数据,其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,V为相应过程中量筒收集的水量.分析表中数据,根据______,可以得出滑块沿斜面下滑的运动是匀变速直线运动.
次数1234567
s/m4.53.93.02.11.50.90.3
V/mL90847262524023.5
manfen5.com 满分网5.6×10-45.5×10-45.8×10-45.5×10-45.6×10-45.6×10-45.4×10-4
③本实验的误差主要来源有:距离测量的不准确,水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于:______(只要求写出一种).
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II、从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量“金属丝的电阻率”.要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能得到多组数据.
金属丝(L)长度为L直径为D
电流表(A1)量程10mA内阻r1=40Ω
电流表(A2)量程500μA内阻r2=750Ω
电压表(V)量程10V内阻10kΩ
电阻(R1)阻值为100Ω起保护作用
滑动变阻器(R2)总阻值约20Ω
电池(E)电动势1.5V内阻很小
开关(S)
导线若干
(1)在图2 所示的方框中画出电路图,并标明所用器材的代号.
(2)若选测量数据中的一组数据计算电阻率ρ,则所用的表达式ρ=______,式中各符号的意义是______
(1)关于初速度为零的匀变速运动,位移与时间的二次方成正比,由于水是均匀稳定的流出,水的体积和时间成正比,所以该实验只要验证位移与体积的二次方是否成正比,就可验证该运动是否匀变速直线运动. (2)①由于没有提供电压表,因此需要将小量程的电流表改装为电压表,由于金属丝电阻很大,而且要求多测数据,因此滑动变阻器采用分压接法; ②根据实验原理可知,测量出金属丝的电阻,根据电阻定律便可求出待测金属电阻率大小. 【解析】 (1)①关于初速度为零的匀变速运动,位移与时间的二次方成正比,由于水是均匀稳定的流出,水的体积和时间成正比,所以量筒中收集的水量可以间接的测量时间.     ②验证该运动是否匀变速直线运动,关键看位移与时间的二次方是否成正比,即看位移与体积的二次方是否成正比.所以根据在误差的范围内是一常数,可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论.     ③本实验误差的主要来源有:水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于距离测量的不准确,滑块开始下滑和开始流水不同步. (2)①将A2与R1并联,改装为电压表,具体电路如图所示: ②根据实验电路图,读出A1、A2的示数分别为I1、I2,则有: 电阻丝两端的电压为:U=I2(R1+r2)-r1I1    ① 根据电阻定律有:    ② 金属丝的横截面积为:    ③ 联立①②③解得: I1为A1的读数,I2为A2的读数,r1为A1的内阻,r2为A2的内阻,L为金属丝的长度,D为金属丝的直径   故答案为:(1)①时间;②在实验误差范围内,是一常数;③斜面摩擦不均匀,水量测量不准确,滑块开始下滑和开始流水不同步,滑块停止下滑和停止流水不同步等(其他答案合理的也给分) (1)如图所示 (2);I1为A1的读数,I2为A2的读数,r1为A1的内阻,r2为A2的内阻,L为金属丝的长度,D为金属丝的直径
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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