Question

16．如图1为某实验小组用气垫导轨结合光电门探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间关系的实验装置．

（1）由底座上刻度尺可以读出两个光电门中心之间的距离x=24cm，如图2，用游标卡尺测得挡光片的宽度d=0.52cm，实验前要调节气垫导轨水平．
（2）在调好的气垫导轨上，将滑块从图中所示位置由静止释放，由计时器可以读出挡光片通过光电门1的时间△t₁=0.02s，通过光电门2的时间△t₂=0.01s，则滑块经过光电门1时的瞬时速度为v₁=0.26m/s，滑块经过光电门2时的瞬时速度v₂=0.52m/s，则滑块的加速度a=0.42m/s²．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门1和光电门2的瞬时速度，结合速度位移公式求出滑块的加速度．

解答 解：（1）挡光片的宽度d=5mm+0.1×2mm=5.2mm=0.52cm，实验前要调节气垫导轨水平．
（2）滑块经过光电门1时的瞬时速度为v₁=$\frac{d}{△{t}_{1}}=\frac{0.52×1{0}^{-2}}{0.02}m/s=0.26m/s$，滑块经过光电门2时的瞬时速度v₂=$\frac{d}{△{t}_{2}}=\frac{0.52×1{0}^{-2}}{0.01}m/s=0.52m/s$．
则滑块的加速度a=$\frac{{{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}}{2x}=\frac{0.5{2}^{2}-0.2{6}^{2}}{2×0.24}m/{s}^{2}≈0.42m/{s}^{2}$．
故答案为：（1）0.52，水平  
（2）0.26，0.52，0.42

点评 解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法以及运动学公式，知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度．