Question

20．光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖1所示，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．利用如圖2所示裝置測量滑塊在導軌上滑行的加速度．圖中導軌左側固定有一個處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧（彈簧長度與導軌相比可忽略），彈簧右端與滑塊接觸，1和2是固定在導軌上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．現(xiàn)使彈簧解除鎖定，滑塊獲得一定的初速度后，水平向右運動．光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為△t₁=2.0×10^-2s和△t₂=6.0×10^-2s．用毫米刻度尺測量小滑塊的寬度d，刻度尺示數(shù)如圖3所示．

（1）讀出小滑塊的寬度d=0.62cm．
（2）小滑塊通過光電門1的速度v₁=0.31m/s；小滑塊通過光電門2的速度v₂=0.10m/s．（保留二位有效數(shù)字）
（3）現(xiàn)測得小滑塊由光電門1到光電門2的時間間隔為△t=3.20s，則滑塊的加速度大小為0.066m/s．（保留二位有效數(shù)字），方向與運動方向相反．（填“與運動方向相同”或“與運動方向相反”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)刻度尺直接讀出小滑塊的寬度．
（2）根據(jù)較短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度求出瞬時速度．
（3）根據(jù)加速度的定義式可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）由刻度尺可知，小滑塊的寬度d=0.62cm：
（2）由于滑塊通過光電門的時間極短，可以利用其平均速度來代替瞬時速度，因此有：
v₁=$\fracqckyce8{△{t}_{1}}$=$\frac{0.0062}{2×1{0}^{-2}}$=0.31m/s，
v₂=$\fracukcq4im{△{t}_{2}}$=$\frac{0.0062}{6×1{0}^{-2}}$=0.10m/s
（3）加速度a=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{△t}$=$\frac{0.10-0.31}{3.20}$=-0.066m/s²，負號表示方向與運動方向相反；
故答案為：（1）0.62；（2）0.31；0.10；（3）0.066； 與運動方向相反．

點評 解決本題的關鍵是知道在較短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度，正確利用勻變速運動規(guī)律求解加速度的大小，難度不大，屬于基礎題．