Question

4．如图所示，在水平气垫导轨上固定一光电门，让装有遮光片的小车从某一位置由静止开始，在水平拉力作用下做匀加速运动．已知遮光片的宽度为2cm，实验中测出了小车释放时遮光片到光电门的距离为50cm、遮光片通过光电门时的挡光时间为0.05s，则小车通过光电门时的瞬时速度及其加速度近似等于（　　）

• A． 0.01m/s、0.8m/s²
• B． 0.01m/s、0.16m/s²
• C． 0.4m/s、0.8m/s²
• D． 0.4m/s、0.16m/s²

Answer 1

分析 利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求出滑块通过光电门时的瞬时速度；
根据运动学公式v²=2al，从而即可求得重力加速度的大小；
由牛顿第二定律，结合加速度表达式，及数学知识，即可求解．

解答 解：极短时间内的平均速度表示瞬时速度，
则滑块经过光电门时的速度表达式为：v=$\frac{d}{△t}$=$\frac{0.02}{0.05}$=0.4m/s，
根据运动学公式得：a=$\frac{{v}^{2}}{2x}$=$\frac{0．{4}^{2}}{2×0.5}$=0.16m/s²；故ABC错误，D正确；
故选：D．

点评 考查通过平均速度求瞬时速度的方法，掌握运动学公式求加速度的应用，理解牛顿第二定律与运动学公式的应用．