Question

（1）某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图所示．由图可读出D=______mm，d=______mm．
（2）用图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验．
①对于实验的操作要求，下列说法正确的是______
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
②根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹．部分运动轨迹如图乙所示．图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P₁、P₂和P₃是轨迹图线上的3个点，P₁和P₂、P₂和P₃之间的水平距离相等．若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g．可求出小球从P₁运动到P₂所用的时间为______

Answer 1

【答案】分析：（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
（2）保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，在竖直方向相等时间内的位移之差是个定值，求出时间，再根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度．
（3）最后匀速的速度便是小车以额定功率运动的最大速度，由此根据纸带可求出小车最大速度．利用逐差法可求出小车的加速度大小．当小车达到额定功率时有：P=Fv=fv_m，据此可求出额定功率大小．
解答：解：（1）游标卡尺的主尺读数为50mm，游标读数为0.05×16mm=0.80mm，所以最终读数为50.80mm．
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为3.5mm，可动刻度读数为0.01×27.4mm=0.274mm．所以最终读数为3.774mm．
A、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故A正确；
B、斜槽轨道可以不光滑，对实验没有影响，故B错误；
C、斜槽轨道末端必须水平，是为了保证小球做平抛运动，故C错误；
D、用描点法描绘运动轨迹时，点越多就越接近真实值，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线或者直线，故D正确，E错误．
故选AD．
从坐标中可看出从P₁到P₂到P₃是水平位移一样，都为6l，说明各段的时间相等，设为T，可知：6l=vT；
分析P₁到P₂到P₃的竖直位移相差△h=4l，由匀变速直线运动的规律得：△h=gT²，
所以：T==，v=△x=，
（3）①根据纸带可知，当所打的点点距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度最大，故有：
v_m==1.50m/s
②（2）从右端开始取四段位移，分别为x₁=4.40cm，x₂=4.71cm，x₃=5.04cm，x₄=5.35cm
根据逐差法有：a₁=，a₂=
a=
其中T=0.04s，代入数据解得：a=2.00m/s²，方向与运动方向相反．
③当汽车达到额定功率，匀速运动时，F=f，P=Fv=fv_m，代人数据解得P=1.20W．
故答案为：（1）50.80；3.775．
（2）①AD；②；．
（3）（1）1.50；（2）2.00；（3）1.20．
点评：解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．以及螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，提高解决问题的能力．