Question

（1）光電計(jì)時(shí)器由光電門和計(jì)時(shí)器兩部分組成，如圖甲所示，此裝置能較精確地記錄物體通過光電門所用的時(shí)間．現(xiàn)要用此裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，有一小球從兩光電門的正上方靜止釋放，如圖乙所示．（已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g）
①實(shí)驗(yàn)中除了需要測量小球直徑D和小球通過兩光電門l、2的時(shí)間△t₁和△t₂外，還需測量______（所測物理量用字母表示并用文字說明）．
②本實(shí)驗(yàn)需驗(yàn)證的關(guān)系式為______2-

D2

△ t 21

=2gH

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)功能關(guān)系可知該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的關(guān)系式為：，由此可知需要測量的物理量，該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差主要是物體下落過程中克服空氣阻力做功，因此減小誤差主要采取的措施是降低阻力對其影響．
（2）本題考查了用電阻箱和電壓表測電源電動勢和內(nèi)阻的方法，若使電壓表示數(shù)變化大，可以將R等效為電源內(nèi)阻，將電壓表與電阻箱并聯(lián)；根據(jù)閉合電路歐姆定律求出U和的函數(shù)關(guān)系，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可正確求出電動勢和內(nèi)阻大��；本題中，系統(tǒng)誤差來自電壓表的分流作用，測量的實(shí)際是內(nèi)阻和電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)值，故測量值偏�。�
解答：解：（1）光電門測速度的原理是用平均速度代替瞬時(shí)速度，因此有：


根據(jù)功能關(guān)系可知該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的關(guān)系式為：，因此需要測量的物理量還有下落高度H，由此可知需要驗(yàn)證的關(guān)系式為：
．
該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差主要是物體下落過程中克服空氣阻力做功，因此減小誤差主要采取的措施是降低阻力對其影響，采取的措施有：a、選擇直徑較小的球；b、可選擇密度較大的球；c、可增大小球釋放點(diǎn)的高度．
故答案為：①H，②，③a、選擇直徑較小的球；b、可選擇密度較大的球；c、可增大小球釋放點(diǎn)的高度．
（2）①本題考查了用電阻箱和電壓表測電源電動勢和內(nèi)阻的方法，若使電壓表示數(shù)變化大，可以將R等效為電源內(nèi)阻，將電壓表與電阻箱并聯(lián)，具體電路圖如下；


②根據(jù)閉合電路歐姆定律有：，因此有：，所以U-圖線為直線，故U-圖線如下所示，

斜率大小為（R+r），橫軸截距大小為E，由此求出得E=2.0V，k=2.5=R+r，因此r=0.5Ω，在范圍內(nèi)0.5（0.49～0.52）均可．
故答案為：2.0，0.5（0.49～0.52）．
③該實(shí)驗(yàn)的誤差來自電壓表的分流，電動勢和內(nèi)阻測量值和真實(shí)值之間的關(guān)系為：，因此測量結(jié)果小于真實(shí)值．
故答案為：小于．
點(diǎn)評：（1）正確解答該實(shí)驗(yàn)的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，了解具體實(shí)驗(yàn)步驟，明確需要測量數(shù)據(jù)等．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行數(shù)學(xué)變形，將非線性關(guān)系的兩個(gè)量，變成線性關(guān)系來研究，采用的是轉(zhuǎn)換法思維，要求能正確分析誤差的來源，并能用圖象法求出電勢和內(nèi)電阻．