Question

20．光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．利用如圖2所示裝置測(cè)量滑塊在導(dǎo)軌上滑行的加速度．圖中導(dǎo)軌左側(cè)固定有一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧（彈簧長(zhǎng)度與導(dǎo)軌相比可忽略），彈簧右端與滑塊接觸，1和2是固定在導(dǎo)軌上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出．現(xiàn)使彈簧解除鎖定，滑塊獲得一定的初速度后，水平向右運(yùn)動(dòng)．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=2.0×10^-2s和△t₂=6.0×10^-2s．用毫米刻度尺測(cè)量小滑塊的寬度d，刻度尺示數(shù)如圖3所示．

（1）讀出小滑塊的寬度d=0.62cm．
（2）小滑塊通過(guò)光電門1的速度v₁=0.31m/s；小滑塊通過(guò)光電門2的速度v₂=0.10m/s．（保留二位有效數(shù)字）
（3）現(xiàn)測(cè)得小滑塊由光電門1到光電門2的時(shí)間間隔為△t=3.20s，則滑塊的加速度大小為0.066m/s．（保留二位有效數(shù)字），方向與運(yùn)動(dòng)方向相反．（填“與運(yùn)動(dòng)方向相同”或“與運(yùn)動(dòng)方向相反”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)刻度尺直接讀出小滑塊的寬度．
（2）根據(jù)較短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度求出瞬時(shí)速度．
（3）根據(jù)加速度的定義式可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）由刻度尺可知，小滑塊的寬度d=0.62cm：
（2）由于滑塊通過(guò)光電門的時(shí)間極短，可以利用其平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，因此有：
v₁=$\frac47mqkg9{△{t}_{1}}$=$\frac{0.0062}{2×1{0}^{-2}}$=0.31m/s，
v₂=$\frace1iimyu{△{t}_{2}}$=$\frac{0.0062}{6×1{0}^{-2}}$=0.10m/s
（3）加速度a=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{△t}$=$\frac{0.10-0.31}{3.20}$=-0.066m/s²，負(fù)號(hào)表示方向與運(yùn)動(dòng)方向相反；
故答案為：（1）0.62；（2）0.31；0.10；（3）0.066； 與運(yùn)動(dòng)方向相反．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是知道在較短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度，正確利用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解加速度的大小，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．