Question

（1）如圖1用螺旋測微器測定某一金屬絲直徑，測得的直徑為

 

mm；用20等分刻度的游標(biāo)卡尺測一工件的長度，測得的長度為

 

cm．
（2）像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，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(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“驗(yàn)證物體產(chǎn)生的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2、是固定在木板上的兩個(gè)光電門（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片的擋光時(shí)間．

①用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d=0.50cm（L≥d），光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t₁=2.50×10^-2s、t₂=1.25×10^-2s．則滑塊通過光電門1的速度為

 

m/s
②用米尺測量光電門間距為L，則小車的加速度表達(dá)式a=

 

（各量均用①②里的字母表示）．
③該實(shí)驗(yàn)為了把砂和砂桶m拉車的力當(dāng)作小車的合力必須平衡摩擦力，方法是

 

．
④該實(shí)驗(yàn)中，讓小車質(zhì)量M不變時(shí)，探究a與F 關(guān)系，使用的探究方法是

 

．有位同學(xué)通過測量，作出a-F圖線，如圖丙中的實(shí)線所示．試分析：
圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

 

；圖線上部彎曲的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）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．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
（2）利用光電門測速度時(shí)是利用了平均速度代替瞬時(shí)速度的原理；
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v²-

v

2 0

=2as，可以寫出加速度的表達(dá)式；
該實(shí)驗(yàn)中是通過把木板一端抬高，讓小車的重力沿斜面的分力與摩擦力平衡的方法進(jìn)行的；
根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象特點(diǎn)即可正確解答．

解答：解：（1）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×20.0m=0.400mm，所以最終讀數(shù)為0.700mm．
游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為20mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×6mm=0.30mm，所以最終讀數(shù)為20.30mm=2.030 cm．
（2）①由于窄片K的寬度為d很小，因此可以利用其平均速度代替物體的瞬時(shí)速度，故窄片K通過光電門1的速度表達(dá)式為：v₁=

d

t1

=0.200 m/s
②根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v²-

v

2 0

=2as得，
a=

( d t2 )2-( d t1 )2

2L

③該實(shí)驗(yàn)為了把砂和砂桶m拉車的力當(dāng)作小車的合力必須平衡摩擦力，方法是不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個(gè)光電門的讀數(shù)相等為止．
④該實(shí)驗(yàn)中，讓小車質(zhì)量M不變時(shí)，探究a與F 關(guān)系，使用的探究方法是控制變量法．
當(dāng)沒有掛砂和砂桶時(shí)，小車產(chǎn)生了加速度，因此說明平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大；隨著F的增大，即砂和砂桶質(zhì)量的增大，不在滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．
故本題答案為：
（1）0.700mm，2.030cm
（2）①v₁=0.200 m/s
②a=

( d t2 )2-( d t1 )2

2L

③不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個(gè)光電門的讀數(shù)相等為止．
④控制變量法，平衡摩擦力時(shí)木板傾角θ太大，沒有滿足小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量m

點(diǎn)評：（1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)方法，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．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
（2）對于實(shí)驗(yàn)問題一定要明確實(shí)驗(yàn)原理，并且親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．