Question

【题目】如图甲所示，小虎同学将气垫导轨的右支撑点调高支成斜面，用图示装置测量滑块沿气垫导轨下滑的加速度.遮光片P固定在滑块的左端并与滑块左端平齐，光电门固定在导轨上，导光孔与导轨上的位置A对齐。让滑块左端位于斜面上的位置B处，打开气源，将滑块由静止释放，测得AB气垫导轨的距离L、遮光片的宽度及遮光时间，算出遮光片通过光电门的平均速度，视为小车左端到达A处时的速度，从而测出滑块下滑的加速度。

(1)小虎运用该方案测得加速度的表达式为a=___________；

(2)为了更精确地测得小车的加速度，小芳对方案进行了改进：运用同一气垫导轨装置，仅换用不同宽度的遮光片固定在滑块的左端并与滑块左端平齐，让滑块左端位于斜面上的同一位置B处，打开气源，将滑块由静止释放，记录每次实验遮光片的宽度Δx和遮光时间t，并算出各次遮光片通过光电门的平均速度，记录数据并作出一t图象如图乙所示.根据图象，滑块左端过A处的瞬时速度大小为___________m/s，滑块的加速度大小为___________m/s2。(结果保留两位有效数字)

(3)你认为小芳的新方案中，考虑遮光片的质量变化，在换用不同遮光片时，测得的加速度应该___________(选填“一样”、“不一样”)。

Answer 1

【答案】（1） （2）0.30±0.02 3.2±0.2 （3）一样

【解析】

遮光片通过光电门的平均速度，视为小车左端到达A处时的瞬时速度，结合速度和位移的关系，可求得滑块下滑过程中的加速度；由，，可确定图象斜率和纵轴截距的物理意义，进而得到和加速度。

（1）根据速度与时间的关系得：，解得：；

（2）滑块通过光电门的过程为初速度为的匀加速直线运动，，则 ，所以的斜率，纵轴的截距表示的大小，则=0.30m/s，加速度。

（3）根据牛顿第二定律，滑块下滑过程中，，，加速度与质量无关，故在只更换不同遮光片时，测得的加速度是一样的。

故本题答案为：（1） （2）0.30±0.02； 3.2±0.2 （3）一样