Question

（1）某試驗(yàn)小組利用拉力傳感器來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到的拉力F的大��；小車后面固定一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，通過(guò)拴在小車上的紙帶，可測(cè)量小車勻加速運(yùn)動(dòng)的速度與加速度．
①若交流電的頻率為50Hz，則根據(jù)下圖所打紙帶的打點(diǎn)記錄，小車此次運(yùn)動(dòng)經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的速度v_B______m/s，小車的加速度a=______m/s²．（v_B、a的結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）


②要驗(yàn)證牛頓第二定律，除了前面提及的器材及已測(cè)出的物理量外，實(shí)驗(yàn)中還要使用______（填儀器名稱）來(lái)測(cè)量出______．（填物理量名稱）．
③由于小車所受阻力f的大小難以測(cè)量，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差，需盡可能降低小車所受阻力f的影響，以下采取的措旅中必要的是（雙選）：______．
A．適當(dāng)墊高長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑
B．應(yīng)使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車（加上傳感器）的總質(zhì)量M
C．定滑輪的輪軸要盡量光滑
D．適當(dāng)增大鉤碼的總質(zhì)量m
（2）某興趣小組的同學(xué)制作了一個(gè)“水果電池”：將-銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內(nèi)，就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的“水果電池”，其電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約有幾百歐．現(xiàn)要求你用量程合適的電壓表（內(nèi)阻較大）、電流表（內(nèi)阻較�。﹣�(lái)測(cè)定水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r．
①本實(shí)驗(yàn)的電路應(yīng)該選擇下面的圖甲或圖乙中的：______



②若給出的滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格：A（0～20Ω）、B（0～3kΩ）．本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器為：______通電前應(yīng)該把變阻器的阻值調(diào)至______．
③實(shí)驗(yàn)中測(cè)出六組（U，I）的值，在U-I坐標(biāo)系中描出圖丙所示的六個(gè)點(diǎn)，分析圖中的點(diǎn)跡可得出水果電池的電動(dòng)勢(shì)為E=______V，內(nèi)電阻為r=______Ω．（均保留3位有效數(shù)字）
④根據(jù)你在①中所選擇的電路來(lái)測(cè)量得出的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r的測(cè)量值與真實(shí)值相比：電動(dòng)勢(shì)E______，內(nèi)電阻r______．（均選填：“偏大”、“相等”或“偏小”）由此造成的實(shí)驗(yàn)誤差屬于______誤差．（選填“系統(tǒng)”或“偶然”）

Answer 1

（1）由圖可知，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02s×5=0.1s；
大下B時(shí)小車的速度：v_B=

.

vAC

=

AC

2t

=

8.00

2×0.1

cm/s=40.0cm/s=0.40m/s；
加速度：a=

BC-AB

t2

=

(8.00-3.27)-3.27

0．12

=146cm/s²=1.46m/s²；
②要驗(yàn)證牛頓第二定律，需要用天平測(cè)出小車的質(zhì)量．
③A、在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們認(rèn)為繩子的拉力F等于鉤碼的重力mg，而在小車運(yùn)動(dòng)中還會(huì)受到阻力，所以我們首先需要平衡摩擦力．具體的方法是適當(dāng)墊高長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車恰能拖著紙帶勻速下滑，故A正確．
B、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，在該實(shí)驗(yàn)中以及用傳感器直接測(cè)出了小車所受拉力大小，因此對(duì)小車質(zhì)量和所掛鉤碼質(zhì)量沒(méi)有具體要求，故BC錯(cuò)誤．
D、適當(dāng)增大鉤碼的質(zhì)量可以減小摩擦阻力產(chǎn)生的相對(duì)誤差，故D正確．故選AD．
（2）①“水果電池”的內(nèi)阻很大，為了使電表有明顯示數(shù)，應(yīng)選用阻值較大的滑動(dòng)變阻器，由于變阻器的電阻較大，為減小誤差，應(yīng)選擇圖甲所示電路，（電流表內(nèi)接法）．


②由題意可知，“水果電池”的內(nèi)阻很大，若選用0～20Ω的變阻器，當(dāng)滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，電表的讀數(shù)幾乎不變，無(wú)法多次測(cè)量，使實(shí)驗(yàn)的誤差較大；為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用阻值較大的滑動(dòng)變阻器B．在閉合開關(guān)前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大．
③連接坐標(biāo)系內(nèi)各點(diǎn)，作出U-I圖象，如圖所示；由圖可知，圖線縱軸的截距即為電動(dòng)勢(shì)，則E=1.5V．圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻，
則r=

△U

△I

=

1.5

3×10-3

Ω=500Ω．
④由于電流表的分壓，使得路端電壓存在誤差，而電流沒(méi)有誤差，運(yùn)用

圖象法分別在U-I圖上由測(cè)量數(shù)據(jù)作出的圖線1和修正誤差后真實(shí)值作出的圖線2，由圖看出，電動(dòng)勢(shì)沒(méi)有系統(tǒng)誤差，即電動(dòng)勢(shì)值與真實(shí)值相等，內(nèi)阻的測(cè)量值偏大．
故答案為：（1）①0.40，1.46；②天平，小車的質(zhì)量；③AD；
（2）①圖甲；②B，最大；③2.50，500；④相等，偏大，系統(tǒng)．