Question

15．光電門(mén)在測(cè)量物體的瞬時(shí)速度方面有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，比如在探究加速度和力的關(guān)系時(shí)就省去了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分析紙帶的不便，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．

（1）雖然少了計(jì)算的麻煩，卻必須要測(cè)量遮光條的寬度，游標(biāo)卡尺測(cè)量的結(jié)果如圖所示，我們可以發(fā)現(xiàn)游標(biāo)尺上每一分度與主尺上的最小刻度相差0.005 cm，遮光條寬度為0.225cm．
（2）某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，已經(jīng)得到AB之間的距離l和通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t和力傳感器的示數(shù)F，若要完成探究目的，還需要滿(mǎn)足的條件是A位置必須由靜止釋放．若要以F為橫坐標(biāo)，做出一條傾斜的直線來(lái)判斷加速度和力成正比，那么縱坐標(biāo)的物理量應(yīng)該是$\frac{1}{t^2}$（t²或$\frac{1}{t^2}$）．

Answer 1

分析 游標(biāo)尺的精確度=$\frac{1}{等分刻度}$mm，游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解答．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的精度為$\frac{1}{等分刻度}$mm，因此游標(biāo)卡尺有20個(gè)小的等分刻度，游標(biāo)尺上每一分度與主尺上的最小刻度相差0.05mm=0.005cm，
游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為2mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×5mm=0.25mm，所以最終讀數(shù)為：2mm+0.25mm=2.25mm=0.225cm．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置必須由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t，滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度．
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量是遮光條到光電門(mén)的距離l．
由題意可知，該實(shí)驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量M不變，因此有：v²=2al，
v=$\frac5xfbbxd{t}$，a=$\frac{F}{M}$，
可得：$\frac{bj7zx5j^{2}}{{t}^{2}}$=2•$\frac{F}{M}$•l，
解得：F=$\frac{Mv3zxjn9^{2}}{2l}•\frac{1}{{t}^{2}}$．
故答案為：（1）0.005，0.225；（2）A位置必須由靜止釋放，$\frac{1}{t^2}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．