Question

（1）光電計時器由光電門和計時器兩部分組成，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間．現要用此裝置來驗證機械能守恒定律，有一小球從兩光電門的正上方靜止釋放，如圖乙所示．（已知當地重力加速度為g）
①實驗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本實驗需驗證的關系式為______2-

D2

△ t 21

=2gH

Answer 1

【答案】分析：（1）根據功能關系可知該實驗需要驗證的關系式為：，由此可知需要測量的物理量，該實驗存在的系統(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阻的方法，若使電壓表示數變化大，可以將R等效為電源內阻，將電壓表與電阻箱并聯；根據閉合電路歐姆定律求出U和的函數關系，根據數學知識可正確求出電動勢和內阻大��；本題中，系統(tǒng)誤差來自電壓表的分流作用，測量的實際是內阻和電壓表內阻的并聯值，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速度，因此有：


根據功能關系可知該實驗需要驗證的關系式為：，因此需要測量的物理量還有下落高度H，由此可知需要驗證的關系式為：
．
該實驗存在的系統(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阻的方法，若使電壓表示數變化大，可以將R等效為電源內阻，將電壓表與電阻箱并聯，具體電路圖如下；


②根據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0.5（0.49～0.52）均可．
故答案為：2.0，0.5（0.49～0.52）．
③該實驗的誤差來自電壓表的分流，電動勢和內阻測量值和真實值之間的關系為：，因此測量結果小于真實值．
故答案為：小于．
點評：（1）正確解答該實驗的前提是明確實驗原理，了解具體實驗步驟，明確需要測量數據等．
（2）根據閉合電路歐姆定律進行數學變形，將非線性關系的兩個量，變成線性關系來研究，采用的是轉換法思維，要求能正確分析誤差的來源，并能用圖象法求出電勢和內電阻．