Question

10．图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d（很小）的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x．

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d=0.75cm；
（2）实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得△t=50ms，则遮光条经过光电门1时的速度v=0.15m/s；
（3）保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x及其对应的t，作出$\frac{x}{t}$-t图象如图丙，其斜率为k，则滑块加速度的大小a与k关系可表达为a=2k．

Answer 1

分析 考查游标卡尺和秒表的读数：先读主尺（只读整数），再加上游标尺（格数乘以分度分之一，格数找对齐的一个不估读），滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．
根据平均速度公式，结合运动学公式，及图象的斜率，即可求解．

解答 解：（1）主尺：0.7cm，游标尺：对齐的是5，所以读数为：5×0.1mm=0.5mm=0.05cm，
故遮光条宽度为：d=0.75cm，
（2）滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．
则滑块经过光电门时的速度为：v=$\frac{d}{△t}$=$\frac{0.75×1{0}^{-2}}{50×1{0}^{-3}}$m/s=0.15m/s，
（3）依据$\overline{v}$=$\frac{x}{t}$，而v=2$\overline{v}$，且v=at；
则有：$\frac{x}{t}$=$\frac{a}{2}t$，
由图象可知，斜率为k=$\frac{a}{2}$，
那么滑块加速度的大小a与k关系可表达为a=2k；
故答案为：（1）0.75，（2）0.15，（3）2k．

点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项，同时掌握图象的斜率与加速度的关系是解题的关键．