Question

6．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（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(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來．現(xiàn)利用圖（b）所示的裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長(zhǎng)木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出，長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下，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2.0×10^-2 s和4.0×10^-3 s．用精度為1mm的刻度尺測(cè)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(cè)量滑塊的加速度a，還需要測(cè)量的物理量是滑塊從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的時(shí)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?yàn)閾豕獾臅r(shí)間極短，可以用比較短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．
（3）根據(jù)$a=\frac{△v}{at}$或$a=\frac{{v}_{\;}^{2}-{v}_{0}^{2}}{2x}$分析測(cè)量加速度還需要測(cè)量的物理量

解答 解：（1）小滑塊的長(zhǎng)度d=1.61cm-1.00cm=0.61cm
（2）因?yàn)閾豕獾臅r(shí)間極短，可以用比較短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．
所以滑塊通過光電門的速度v=$\fracwfrz7zn{t}$=$\frac{0.61×1{0}_{\;}^{-2}}{2.0×1{0}_{\;}^{-2}}m/s$=0.31m/s
（3）通過光電門1的速度${v}_{1}^{\;}=\fracml2a7cl{△{t}_{1}^{\;}}$
通過光電門2的速度${v}_{2}^{\;}=\fracz24v2gm{△{t}_{2}^{\;}}$
根據(jù)加速度的定義式$a=\frac{△v}{△t}=\frac{{v}_{2}^{\;}-{v}_{1}^{\;}}{t}$，需要測(cè)出滑塊從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的時(shí)間t
或者根據(jù)$a=\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2x}$，需要測(cè)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(shí)間t；或光電門1到光電門2之間的距離x（只答對(duì)一個(gè)就行）

點(diǎn)評(píng) 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(shí)，平均速度可以代替瞬時(shí)速度．再者就是要熟練的應(yīng)用測(cè)量長(zhǎng)度的工具，并會(huì)準(zhǔn)確的進(jìn)行讀數(shù)．