Question

4．為了測(cè)量加速度，使用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．其中1、2為兩個(gè)光電門(mén)，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過(guò)A、B光電門(mén)時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間△t₁、△t₂都可以被測(cè)量并記錄．擋光片寬度為d，光電門(mén)間距離為s．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d；用米尺測(cè)最兩光電門(mén)之間的距離s；
②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平：
③讓物塊從光電門(mén)1的右側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2所用的時(shí)間△t₁和△t₂，求出加速度a；
④多次重復(fù)步驟③，求a的平均$\overline{a}$；

回答下列為題：
（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)某同學(xué)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，判定調(diào)節(jié)是否到位的方法是輕推小車，小車通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)時(shí)間相等．
（2）測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺（主尺的最小分度為0.05mm）如圖乙．其讀數(shù)為0.225cm
（3）小球通過(guò)A、B的時(shí)間分別為△t₁=1.5×10^-3s、△t₂=0.9×10^-3s，則小球通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的瞬時(shí)速度為1.5m/s
（4）物塊的加速度a可用d、s、△t₁，和△t₂，表示為a=$\frac{{{{（{\fracjntbztn{{△{t_2}}}}）}^2}-{{（{\fracllxjrhp{{△{t_1}}}}）}^2}}}{2x}$．

Answer 1

分析 （1）導(dǎo)軌水平時(shí)，滑塊在不受外力的情況下應(yīng)處于平衡狀態(tài)；故小車可以做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止；
（2）根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法可明確對(duì)應(yīng)的讀數(shù)，注意在讀可動(dòng)部分時(shí)需要估讀；
（3、4）根據(jù)平均速度公式可求得經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度，再由速度和位移公式可求得加速度．

解答 解：（1）氣墊導(dǎo)軌處于水平時(shí)，滑塊受力平衡，故可以取下?tīng)恳�重物，M放在任意位置不動(dòng)，或取下?tīng)肯嘀匚�，輕推滑塊，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門(mén)的電束被擋住的時(shí)間都相等；
（2）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：
d=2+5×0.05mm=2.25mm=0.225cm；
（3）經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度v=$\fracfbpxjvh{t}$；
代入數(shù)據(jù)，解得：v=$\frac{0.225×1{0}^{-2}}{1.5×1{0}^{-3}}$=1.5m/s；
（4）由v²-v₀²=2ax可知，
（$\fracxrvbfvd{{t}_{1}}$）²-（$\fracxnrfrdj{{t}_{2}}$）²=2as；
解得：
a=$\frac{{{{（{\fracvhndxzt{{△{t_2}}}}）}^2}-{{（{\fracxjzltbn{{△{t_1}}}}）}^2}}}{2x}$；
故答案為：（1）輕推小車，小車通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)時(shí)間相等；
（2）0.225； （3）1.5；（4）$\frac{{{{（{\frachfrhlpr{{△{t_2}}}}）}^2}-{{（{\fracvjrdhbh{{△{t_1}}}}）}^2}}}{2x}$．

點(diǎn)評(píng) 掌握螺旋測(cè)微器讀數(shù)的方法：固定刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)，知道在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式應(yīng)用．