Question

5．同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10^-2 s和2.0×10^-2 s．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示．

（1）读出滑块的宽度d=5.015cm．
（2）滑块通过光电门1的速度v₁=1.0m/s，滑块通过光电门2的速度v₂=2.5 m/s．（保留两位有效数字）
（3）若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1 m，则滑块运动的加速度为2.625m/s²．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺的读数等于主尺读数等于游标读数，不需估读．
（2）根据较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度求出瞬时速度．
（3）根据${v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}=2ax$可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）游标卡尺是20分度的，其精确度为0.05mm，故读数是：
50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm．
（2）由于滑块通过光电门的时间极短，可以利用其平均速度来代替瞬时速度，因此有：
v₁=$\frac{d}{{t}_{1}}=\frac{5.015{×10}^{-2}}{5{×10}^{-2}}=1.0$m/s；
v₂=$\frac{d}{{t}_{1}}=\frac{5.015{×10}^{-2}}{2{×10}^{-2}}$=2.5m/s．
（3）由v₂²-v₁²=2a•L
代入数据，得：a=2.625m/s²．
故答案为：（1）5.015；（2）1.0；2.5；（3）2.625．

点评 解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，游标卡尺的读数等于主尺读数等于游标读数，不需估读．以及掌握在较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，正确利用匀变速运动规律求解加速度的大小．