Question

6．光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖（a）所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時間記錄下來．現(xiàn)利用圖（b）所示的裝置測量滑塊和長木板間的動摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，長木板頂端P點懸有一鉛錘，實驗時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10^-2 s和4.0×10^-3 s．用精度為1mm的刻度尺測量滑塊的寬度為d，如圖（c）所示．則：

（1）讀得小滑塊的寬度d=0.61cm；
（2）求得小滑塊通過光電門1的速度v₁=0.31m/s（保留兩位有效數(shù)字）；
（3）為了測量滑塊的加速度a，還需要測量的物理量是滑塊從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的時間t；或光電門1到光電門2之間的距離x．

Answer 1

分析 （1）刻度尺的讀數(shù)需估讀，估讀到最小刻度的下一位．
（2）因為擋光的時間極短，可以用比較短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度．
（3）根據(jù)$a=\frac{△v}{at}$或$a=\frac{{v}_{\;}^{2}-{v}_{0}^{2}}{2x}$分析測量加速度還需要測量的物理量

解答 解：（1）小滑塊的長度d=1.61cm-1.00cm=0.61cm
（2）因為擋光的時間極短，可以用比較短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度．
所以滑塊通過光電門的速度v=$\fracfr9f9b3{t}$=$\frac{0.61×1{0}_{\;}^{-2}}{2.0×1{0}_{\;}^{-2}}m/s$=0.31m/s
（3）通過光電門1的速度${v}_{1}^{\;}=\fracdndhrf5{△{t}_{1}^{\;}}$
通過光電門2的速度${v}_{2}^{\;}=\fracn1nhj11{△{t}_{2}^{\;}}$
根據(jù)加速度的定義式$a=\frac{△v}{△t}=\frac{{v}_{2}^{\;}-{v}_{1}^{\;}}{t}$，需要測出滑塊從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的時間t
或者根據(jù)$a=\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2x}$，需要測出光電門1到光電門2之間的距離x
故答案為：（1）0.61～O.64cm
（2）0.31～0.32m/s
（3）滑塊從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的時間t；或光電門1到光電門2之間的距離x（只答對一個就行）

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平均速度的公式$\overline{v}=\frac{△x}{△t}$，知道當(dāng)△t比較小時，平均速度可以代替瞬時速度．再者就是要熟練的應(yīng)用測量長度的工具，并會準(zhǔn)確的進(jìn)行讀數(shù)．