Question

光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖實(shí)（a）所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來．圖（b）中MN是水平桌面，Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長(zhǎng)木板上相距L=0.5m的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出，長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10^-2s和4.0×10^-3s．用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度為d，其示數(shù)如圖（c）所示．

（1）滑塊的寬度d=

1.015

cm．
（2）已知滑塊通過光電門1時(shí)的速度v₁=

1.0

m/s，滑塊通過光電門2時(shí)的速度v₂=

2.5

m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）滑塊做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a=

5.25

m/s²（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2）由于擋光時(shí)間很短，因此可以用滑塊通過時(shí)的平均速度來代替瞬時(shí)速度，由此可以求出v₁，v₂的大小；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

v

2 2

-

v

2 1

=2aL可以求出加速度的大小．

解答：解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：1cm，游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0.05×3mm=0.15mm=0.015cm，
所以最終讀數(shù)為：1cm+0.015cm=1.015cm；
（2）利用平均速度代替瞬時(shí)速度，因此有：
v1=

d

t1

=

1.015cm

1.0×10-2s

=1.0m/s
v2=

d

t2

=

1.015cm

4.0×10-3s

=2.5m/s
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

v

2 2

-

v

2 1

=2aL可以求出加速度：
a=

v 2 2 - v 2 1

2L

=5.25m/s2
故答案為：（1）1、015，（2）1.0，2.5，（3）5.25．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于基本測(cè)量?jī)x器如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等要了解其原理，正確使用這些基本儀器進(jìn)行有關(guān)測(cè)量，紙帶問題中熟練掌握并靈活應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是求出加速度與瞬時(shí)速度的關(guān)鍵．