Question

1．图示为某同学用气垫导轨和光电门做“验证牛顿第二定律”的声音装置．小车的质量为M，钩码的质量为m，释放小车的位置A与光电门B之间的距离l=2.0m．实验时，可以用拉力传感器直接得到拉力的大小．

（1）用游标卡尺测出小车上的挡光片的宽度，示数如图所示，则宽度d=0.32cm．
（2）某同学打开气源，将小车上的挡光片通过光电门的时间为1.6×10^-3s，则小车通过光电门的速度为2.0m/s，小车运动的加速度为1.0m/s²．（结果保留两位有效数字）
（3）下列选项中，对于该实验的描述正确的是C（填选项前的字母）
A．实验中一定要满足M＞＞m
B．挡光片的宽度越大越好
C．实验中要使细线与轨道平行．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需要估读．
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小车通过光电门的速度，根据速度位移公式求出小车运动的加速度．
（3）小车的合力可以通过拉力传感器测出，不需要满足钩码的质量远小于小车的质量．运用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，挡光片的宽度越窄越精确．

解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为3mm，游标读数为0.1×2mm，则最终读数为d=3.2mm=0.32cm．
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小车通过光电门的速度为：
v=$\frac{d}{△t}=\frac{0.32×1{0}^{-2}}{1.6×1{0}^{-3}}m/s=2.0m/s$．
小车的加速度为：a=$\frac{{v}^{2}}{2l}=\frac{4}{2×2}m/{s}^{2}=1.0m/{s}^{2}$．
（3）A、因为拉力的大小可以通过拉力传感器测出，不需要满足M＞＞m，故A错误．
B、根据极短时间内平均速度等于瞬时速度知，挡光片的宽度越窄，平均速度表示瞬时速度越精确，故B错误．
C、实验中要使细线与轨道平行，故C正确．
故选：C．
故答案为：（1）0.32，（2）2.0，1.0，（3）C．

点评 解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，掌握极短时间内的平均速度表示速度这一思想方法，并能灵活运用．