Question

（1）在利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：

①下面敘述正確的是

BD

．
A、應(yīng)該用天平稱出物體的質(zhì)量．
B、應(yīng)該選用點(diǎn)跡清晰，第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm的紙帶．
C、操作時(shí)應(yīng)先放紙帶再通電．
D、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為4～6V的交流電源上．
②有下列器材可供選用：鐵架臺，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫紙，紙帶，重錘，低壓交流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平．其中不必要的器材有

天平

；缺少的器材是

刻度尺

．
③實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖所示，其中，A為打下的第1個(gè)點(diǎn)，C、D、E、F為距A較遠(yuǎn)的連續(xù)選取的四個(gè)點(diǎn)（其他點(diǎn)未標(biāo)出）．C、D、E、F到A的距離分別為s₁，s₂，s₃，s₄，重錘的質(zhì)量為m，電源的頻率為f，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的重力加速度為g．根據(jù)以上條件寫出：打下D點(diǎn)時(shí)重錘速度表達(dá)式v=

1

2

f（

S

3

-

S

1

）

，重錘重力勢能減少量表達(dá)式△E_p=

mg

S

2

，重錘動能增加量表達(dá)式△E_x=

1

8

m

f

2

(S   3 -S   1 )

2

． （用s₁，s₂，s₃，s₄，m，f，g等字母表達(dá)）
（2）在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)物電路．
①試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到

最大值

．（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
②改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R₀=10Ω的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是

2

．（選填“1”或“2”）

方案編號	電阻箱的阻值R/Ω
1	400.0	350.0	300.0	250.0	200.0
2	80.0	70.0	60.0	50.0	40.0

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的

1

U

-R圖象是一條直線．若直線的斜率為k，在

1

U

坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=

1

kR   0

，內(nèi)阻r=

b

k

-R

0

（用k、b和R₀表示）

Answer 1

分析：利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，不需要測量質(zhì)量，因用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒，故需要確定開始下落點(diǎn)．做實(shí)驗(yàn)前可以先寫出機(jī)械能守恒定律表達(dá)式，再分析出需要測量的量和不需要測量的量．

解答：解：（1）①、由mgh

1

2

m

V

2

知不需要測量重錘質(zhì)量，故不需要天平，這是用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，由h=

1

2

g

t

2

求出第一個(gè)打點(diǎn)周期內(nèi)重錘自由下落距離為h=

1

2

×9.8

×0.02

2

=2mm，故B正確，操作時(shí)應(yīng)先先通電再釋放紙帶，C錯(cuò)誤，顯然D正確，故正確選項(xiàng)為BD．
 ②、由上面分析知不必要的器材有天平；缺少的器材是刻度尺．
③、由

V

t 2

=

X

t

得，

V

D

=

X   CE

2T

=

S   3 -S   1

2 1 f

=

1

2

f（

S

3

-S

1

），故打下D點(diǎn)時(shí)重錘速度表達(dá)式為

V

D

=

1

2

f（

S

3

-S

1

），
重錘重力勢能減少量表達(dá)式△

E

p

=mg

S

2

，重錘動能增加量表達(dá)式△

E

k

=

1

2

m

V

2 D

，將以上速度值代入△

E

k

=

1

8

m

f

2

(S   3 -S   1 )

2

（2）①、試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到最大值，以保護(hù)電壓表．
      ②、由閉合電路歐姆定律有E=U+

U

R   0

（r+R），可知當(dāng)R與r接近時(shí)測量誤差小，故應(yīng)選方案2   
  ③、由閉合電路歐姆定律有E=U+

U

R   0

（r+R），可整理為

1

U

=

1

ER   0

．R+

R   0 +r

ER   0

，則k=

1

ER   0

，b=

R   0 +r

ER   0

，解得E=

1

kR   0

，r=

b

k

-R

0

故答案為（1）①BD，②天平，刻度尺，③為

1

2

f（

S

3

-S

1

），mg

S

2

，

1

8

m

f

2

(S   3 -S   1 )

2

        （2）①最大值，②2，③

1

kR   0

，

b

k

-R

0

點(diǎn)評：用伏歐法測電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)，需先根據(jù)閉合電路歐姆定律列出表達(dá)式，再整理出關(guān)于

1

U

與R的一次函數(shù)形式，然后通過斜率和截距求出E和r的值．