Question

實驗題
（Ⅰ）把兩個大小相同、質量不等的金屬球用細線連接，中間夾一被壓縮了的輕彈簧，置于光滑的水平桌面上，如圖所示．燒斷細線，觀察兩球的運動情況，進行必要的測量，研究物體間相互作用時的守恒量：
（1）實驗器材除了兩個金屬球、輕彈簧、細線、重錘線、白紙、復寫紙外，還要有：

 

（2）需要直接測量的數據是：

 

（3）根據實驗數據可以推測實驗中的守恒量是：

 

（A動能Ek=

1

2

mv2，B動量p=mv，C速度）
（Ⅱ）某同學從小販那里低價買了一個手機，先欲通過對手機電池（如圖）的電動勢和內阻的測試來判斷手機的性能，請利用學過的知識幫他設計這個實驗．可供選擇的器材見表所列，該同學的前期工作如下：

電流表A（0.6A，3A  r=2Ω）

電壓表V1（3V，15V   r=1000Ω）

滑動變阻器R1（0～10Ω  1A）

滑動變阻器R2（0～1000Ω  200mA）

待測電池

電鍵、導線若干．

1請根據現有器材設計電路圖，其中滑動變阻器應選則

 

．

②根據你設計的電路圖，完成實物電路的連接（注意量程的選擇）
（注：原創，現在我省手機的普及程度很高，但市場上出現了很多山寨機，通過對電板的測試，有助于我們判斷手機性能的好壞）

Answer 1

分析：（1）兩球做平拋運動，由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度．將需要驗證的關系速度用水平位移替代．
（2）電池的內阻較小，滑動變阻器的阻值變化范圍不宜太大，本題用閉合電路歐姆定律列式求解電源內阻，按要求即可畫出電路圖；調節滑動變阻器，測量電流表及電壓表的示數，根據閉合電路歐姆定律列式即可求解．

解答：解：（Ⅰ）取小球1的初速度方向為正方向，兩小球質量和平拋初速度分別為m₁、m₂，v₁、v₂，平拋運動的水平位移分別為S₁、S₂，平拋運動的時間為t．
        需要驗證的方程：0=m₁v₁-m₂v₂
                 又v₁=

S1

t

，v2=

S2

t

代入得到m₁S₁=m₂S₂
故需要測量兩小球的質量m₁和m₂，兩小球落地點到桌面邊緣的水平距離S₁，S₂
所以還需要的器材為刻度尺、天平，守恒量為動量
故答案為：天平、刻度尺；兩小球的質量m₁和m₂，兩小球落地點到桌面邊緣的水平距離S₁，S₂；B
（Ⅱ）電池的內阻較小，滑動變阻器的阻值變化范圍不宜太大，所以選R₁（0～10Ω  1A）比較合適；
本題用閉合電路歐姆定律列式求解電源內阻，滑動變阻器與電流表串連接入電源，電壓表接在電阻箱兩端，電路圖如圖所示：
根據電路圖連接好實物圖如下，
注意電池的電壓是3.7V，選擇正確的量程．
故答案為：R₁；如圖所示．

點評：（1）本題是運用等效思維方法，平拋時間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不便驗證的方程變成容易驗證．
（2）本題主要運用閉合電路歐姆定律列方程求解電源內阻，難度適中．