Question

8．利用如图所示的装置可以研究匀变速直线运动．光电门的基本原理是：光源发射的光被传感器接收到，数字计时器不工作；遮光条经过光电门时挡住光，计时器开始计时；遮光条离开后，光再次被传感器接收到，计时器就停止计时．通过这段时间和遮光条的尺寸就可以求出遮光条经过光电门时的瞬时速度大小．实验时，钩码通过细线带动滑块匀加速运动．将宽为1.5cm的遮光条固定在滑块上，当遮光条通过光电门1时计时器上显示的时间是0.030s；通过光电门2时计时器上显示的时间是0.020s，测得两光电门之间的距离为40.00cm，则遮光条通过光电门1时的瞬时速度大小为0.5m/s；滑块在两光电门间运动的加速度大小为0.39m/s²．

Answer 1

分析 遮光条的宽度与遮光时间的比值是滑块的瞬时速度，由匀变速运动的速度位移公式可以求出滑块的加速度．

解答 解：极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则滑块经过光电门1时的速度表达式为：
v₁=$\frac{d}{△t}$=$\frac{0.015}{0.030}$=0.5m/s，
同理，滑块经过光电门2时的速度表达式为：
v₂=$\frac{d}{△t′}$=$\frac{0.015}{0.020}$=0.75m/s
根据运动学公式得：
a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2s}$=$\frac{0.7{5}^{2}-0．{5}^{2}}{2×0.4}$≈0.39m/s²；
故答案为：0.5； 0.39．

点评 考查通过平均速度求瞬时速度的方法，掌握运动学公式求加速度的应用，注意单位的统一．