Question

（1）用如圖1實驗裝置驗證m₁、m₂組成的系統(tǒng)機械能守恒．m₂從高處由靜止開始下落，m₁上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數點間還有4個點（圖中未標出），計數點間的距離如圖2所示．已知m₁=50g、m₂=150g，則（g取10m/s²，結果保留兩位有效數字）
①在紙帶上打下記數點5時的速度v=______m/s；
②在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增量△E_K=______J，系統(tǒng)勢能的減少量△E_P=______J，由此得出的結論是______；
③若某同學作出

1

2

v2-h圖象如圖3，則當地的實際重力加速度g=______m/s²．



（2）某同學為了測定某硅光電池的電動勢和內電阻，設計了如圖甲所示電路．圖中與理想電表A₁串聯的定值電阻的阻值為R₀，在一定強度的光照下進行下述實驗（計算結果小數點后保留兩位數字）：
①閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，讀出電流表A₁、A₂的值I₁、I₂．為了作出此電池的U-I曲線，需要計算出電路的路端電壓U，則U=______（用題中所給字母表示）；
②根據測量數據作出該硅光電池的U-I圖象如圖乙所示，該電池的電動勢E=______V，在流過電流表A₂的電流小于200mA的情況下，此電池的內阻r=______Ω；
③若將該硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻，此時對應的電池內阻r=______Ω．

Answer 1

（1）①根據在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可知打第5個點時的速度為：
v₅=

x46

t46

=2.4m/s
②物體的初速度為零，所以動能的增加量為
△E_K=E_k5-0=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=0.58 J．
重力勢能的減小量等于物體重力做功，故：△E_P=W=mgh=0.60J；
由此可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等，因此在在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統(tǒng)機械能守恒．
故答案為：0.58，0.60，在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統(tǒng)機械能守恒．
③由于△E_K=E_k5-0=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=△E_p=（m₂-m₁）gh
由于（m₁+m₂）=2（m₂-m₁）
所以得到：

1

2

v²=

g

2

h
所以

1

2

v2-h圖象的斜率k=

g

2

g=9.7m/s²．
（2）①理想電流表和定值電阻構成一電壓表，可測量外電壓．所以U=I₁R₀．
  ②在硅光電池的U-I圖象，當I=0，U=E，圖線斜率的絕對值表示內阻．所以E=2.90V，在流過電流表A₂的電流小于200mA的情況下，此電池的內阻r=4.00Ω．
  ③作出6Ω定值電阻的U-I圖線，是一條過原點的直線，該直線與圖乙中電源的外電壓和電流圖線有交點，交點對應的電壓、電流表示硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻時的電壓和電流．所以r=

E-U

I

=5.60．
故答案為：（1）①2.4 ②0.58；0.60；在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統(tǒng)機械能守恒；③9.7
（2）I₁R₀；   （2）2.90； 4.00   （3）5.60