Question

光電門(mén)傳感器在很多實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用．光電門(mén)直接測(cè)量的物理量是______．它能測(cè)量瞬時(shí)速度的原理是______．
如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中的橫桿能夠繞豎直軸旋轉(zhuǎn)，在橫桿的一端裝有寬度為d=0.005m的豎直“擋光圓柱”．橫桿在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由于摩擦阻力的作用，橫桿會(huì)越轉(zhuǎn)越慢．某同學(xué)利用光電門(mén)研究“擋光圓柱”速度大小與橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)n的關(guān)系．在一次實(shí)驗(yàn)中記錄下橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)n和每次擋光的時(shí)間t，并計(jì)算出“擋光圓柱”在該時(shí)刻的速度以及速度的平方（部分?jǐn)?shù)據(jù)如表中所示）．請(qǐng)計(jì)算表中當(dāng)n=5時(shí)，v²=______m²/s²；如果繼續(xù)測(cè)量“擋光圓柱”的速度，那么當(dāng)n=15時(shí)，“擋光圓柱”的速度為_(kāi)_____m/s．則“擋光圓柱”速度大小與橫桿轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)n的關(guān)系為_(kāi)_____

Answer 1

【答案】分析：當(dāng)“擋光圓柱”通過(guò)光電門(mén)時(shí)，光電門(mén)就記錄擋光的時(shí)間間隔，“擋光圓柱”寬度與擋光時(shí)間之比，可以近似認(rèn)為是“擋光圓柱”在該時(shí)刻的速度v=，觀察v²數(shù)據(jù)可知，為等差數(shù)列，公差為0.11．根據(jù)等比數(shù)列的知識(shí)可求得v²的關(guān)系式．
解答：解：當(dāng)“擋光圓柱”通過(guò)光電門(mén)時(shí)，光電門(mén)就記錄擋光的時(shí)間間隔，所以光電門(mén)直接測(cè)量擋光時(shí)間，由于時(shí)間極短，所以可以用平均速度近似等于瞬時(shí)速度．

當(dāng)n=5時(shí)，t=2.988×10^-3s，所以v=m/s，∴v²=2.80m²/s²．
2、觀察v²數(shù)據(jù)可知，為等差數(shù)列，公差為0.11．所以v²=3.24-0.11（n-1），
所以當(dāng)n=15時(shí)，v²=1.70∴v=1.3m/s
因?yàn)関²=3.24-0.11（n-1），所以v=

故答案為：擋光時(shí)間；極短時(shí)間內(nèi)的平均速度近似等于瞬時(shí)速度；2.80；1.3；
點(diǎn)評(píng)：知道光電門(mén)的用途，通過(guò)觀察數(shù)據(jù)尋找規(guī)律，是解決此問(wèn)題的關(guān)鍵，難度適中．