Question

6．光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图（a）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，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图（b）所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长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，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10^-2 s和4.0×10^-3 s．用精度为1mm的刻度尺测量滑块的宽度为d，如图（c）所示．则：

（1）读得小滑块的宽度d=0.61cm；
（2）求得小滑块通过光电门1的速度v₁=0.31m/s（保留两位有效数字）；
（3）为了测量滑块的加速度a，还需要测量的物理量是滑块从光电门1到光电门2所经历的时间t；或光电门1到光电门2之间的距离x．

Answer 1

分析 （1）刻度尺的读数需估读，估读到最小刻度的下一位．
（2）因为挡光的时间极短，可以用比较短时间内的平均速度代替瞬时速度．
（3）根据$a=\frac{△v}{at}$或$a=\frac{{v}_{\;}^{2}-{v}_{0}^{2}}{2x}$分析测量加速度还需要测量的物理量

解答 解：（1）小滑块的长度d=1.61cm-1.00cm=0.61cm
（2）因为挡光的时间极短，可以用比较短时间内的平均速度代替瞬时速度．
所以滑块通过光电门的速度v=$\frac{d}{t}$=$\frac{0.61×1{0}_{\;}^{-2}}{2.0×1{0}_{\;}^{-2}}m/s$=0.31m/s
（3）通过光电门1的速度${v}_{1}^{\;}=\frac{d}{△{t}_{1}^{\;}}$
通过光电门2的速度${v}_{2}^{\;}=\frac{d}{△{t}_{2}^{\;}}$
根据加速度的定义式$a=\frac{△v}{△t}=\frac{{v}_{2}^{\;}-{v}_{1}^{\;}}{t}$，需要测出滑块从光电门1到光电门2所经历的时间t
或者根据$a=\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2x}$，需要测出光电门1到光电门2之间的距离x
故答案为：（1）0.61～O.64cm
（2）0.31～0.32m/s
（3）滑块从光电门1到光电门2所经历的时间t；或光电门1到光电门2之间的距离x（只答对一个就行）

点评 解决本题的关键知道平均速度的公式$\overline{v}=\frac{△x}{△t}$，知道当△t比较小时，平均速度可以代替瞬时速度．再者就是要熟练的应用测量长度的工具，并会准确的进行读数．