Question

10．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測量勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．滑塊上的左右端各有一個(gè)完全一樣的遮光板．若光線被遮光板遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電平．滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光板1、2分別經(jīng)過光電傳感器時(shí)，通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電平隨時(shí)間變化的圖象．

（1）實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，則圖乙中的t₁、t₂、t₃、t₄間滿足關(guān)系t₄-t₃=t₂-t₁，則說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．
（2）如圖丙所示，用游標(biāo)卡尺測量遮光板的寬度d，掛上鉤碼后，將滑塊由如圖甲所示位置釋放，通過光電傳感器和計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若t₁、t₂、t₃、t₄和d已知，則遮光板1和遮光板2在經(jīng)過光電傳感器過程中的平均速度分別為$\fracrownmtb{{t}_{2}-{t}_{1}}$、$\fracruwj1mr{{t}_{4}-{t}_{3}}$（用已知量的字母表示）．
（3）在（2）情況下，滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=$\frac{2d}{{t}_{3}+{t}_{4}-{t}_{2}-{t}_{1}}（\frac{1}{{t}_{4}-{t}_{3}}-\frac{1}{{t}_{2}-{t}_{1}}）$（用已知量的字母表示）．

Answer 1

分析 （1）如果遮光條通過光電門的時(shí)間相等，說明遮光條做勻速運(yùn)動(dòng)，即說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．
（2）根據(jù)$\overline{v}$=$\frac{x}{t}$ 求出平均速度．
（3）根據(jù)a=$\frac{△v}{△t}$ 求解加速度．

解答 解：（1）開始實(shí)驗(yàn)前，必須對裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，使氣墊導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)，調(diào)節(jié)后輕推滑塊，滑塊將做勻速運(yùn)動(dòng)．故滑塊前后兩塊寬度相同的遮光板通過光電傳感器的時(shí)間是相等的，即t₄-t₃=t₂-t₁；
（2）掛上鉤碼后，滑塊做加速運(yùn)動(dòng)，由v=$\frac{△x}{△t}$，
則有遮光板1和遮光板2在經(jīng)過光電傳感器過程中的平均速度分別為$\fracmyhsrec{{t}_{2}-{t}_{1}}$和$\fracqbappyy{{t}_{4}-{t}_{3}}$；
（3）取t₁到t₂的時(shí)間中點(diǎn)，t₃到t₄的時(shí)間中點(diǎn)，由加速度的定義a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{\fracoyxfe8m{{t}_{4}-{t}_{3}}-\frac8jrag7u{{t}_{2}-{t}_{1}}}{\frac{{t}_{3}+{t}_{4}}{2}-\frac{{t}_{1}+{t}_{2}}{2}}$=$\frac{2d}{{t}_{3}+{t}_{4}-{t}_{2}-{t}_{1}}（\frac{1}{{t}_{4}-{t}_{3}}-\frac{1}{{t}_{2}-{t}_{1}}）$．
故答案為：（1）t₄-t₃=t₂-t₁；（2）$\fracs1a6ywv{{t}_{2}-{t}_{1}}$，$\frac3dv7n6g{{t}_{4}-{t}_{3}}$；（3）$\frac{2d}{{t}_{3}+{t}_{4}-{t}_{2}-{t}_{1}}（\frac{1}{{t}_{4}-{t}_{3}}-\frac{1}{{t}_{2}-{t}_{1}}）$．

點(diǎn)評(píng) 掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，了解光電門測量瞬時(shí)速度的原理，注意求解加速度時(shí)時(shí)間的選�。�