Question

4．如圖所示，某同學(xué)用DIS設(shè)計了一個測物體瞬時速度的實驗．
第一次實驗時，該同學(xué)在小車上固定擋光片時，使擋光片的前端朝向車頭．依次更換四個擋光片，將小車從軌道上同一位置P由靜止釋放，獲得了4組實驗數(shù)據(jù)．第二次實驗時，他將擋光片倒置，使擋光片的前端朝向車尾，仍將小車從軌道上同一位置P由靜止釋放，又得到了4組實驗數(shù)據(jù)．實驗完畢，得到兩張表格．
表一

不同的擋光片	通過光電門的時間（s）	速度（m/s）
A	0.15425	0.519
B	0.11209	0.535
C	0.07255	0.551
D	0.03510	0.570

表二

不同的擋光片	通過光電門的時間（s）	速度（m/s）
A	0.23048	0.349
B	0.17454	0.345
C	0.11562	0.344
D	0.05860	0.342

分析表格中的數(shù)據(jù)，可知表一是將擋光片倒置后所得數(shù)據(jù)；四個擋光片中，最窄的擋光片的寬度△s=0.020m（結(jié)果保留到小數(shù)點后第三位）；表中與小車車頭到達(dá)光電門時的瞬時速度最接近的是0.342m/s．

Answer 1

分析 根據(jù)光電門的時間長短，從而確定速度的大小，進(jìn)而確定擋光片是否倒裝；根據(jù)這段時間內(nèi)的平均速度等于中時刻的瞬時速度，即為${v}_{\frac{t}{2}}=\overline{{v}_{t}}$=$\frac{s}{t}$，從而求解擋光片的寬度大小；最后根據(jù)擋光片越小時，平均速度越接近瞬時速度，從而一一求解．

解答 解：根據(jù)題意，若擋光片倒裝，則碰到光電門的位移變長，速度變大，則通過光電門的時間變短，從表格可知，表一時間較短，因此表一是將擋光片倒置；
根據(jù)${v}_{\frac{t}{2}}=\overline{{v}_{t}}$=$\frac{s}{t}$，可知，擋光片的寬度△s=v△t；
對于A：△s_A=0.15425×0.519=0.080m
對于B：△s_B=0.11209×0.535=0.060m
對于C：△s_C=0.07255×0.551=0.040m
對于D：△s_D=0.03510×0.570=0.020m；
因此最窄的擋光片為0.020m；
根據(jù)擋光片的寬度越小，使得平均速度越接近瞬時速度，
則表中與小車車頭到達(dá)光電門時的瞬時速度最接近的是0.342m/s；
故答案為：一，0.020，0.342

點評 考查光電門測量瞬時速度的原理及應(yīng)用，理解平均速度接近瞬時速度的條件是解題的關(guān)鍵．