Question

11．圖中裝置可用來探究物塊的運動情況，細線平行于桌面，遮光片的寬度為d，兩光電門之間的距離為s，讓物塊從光電門A的左側由靜止釋放，分別測出遮光片通過光電門A、B所用的時間為t_A和t_B，用遮光片通過光電門的平均速度表示遮光片豎直中線通過光電門的瞬時速度．
（1）利用實驗中測出的物理量符號，寫出物塊運動的加速度a=$\frac{2ck0ydx^{2}}{2s}（\frac{1}{{t}_{B}^{2}-{t}_{A}^{2}}）$
（2）遮光片通過光電門的平均速度小于 （選填“大于”、“等于”或“小于”）遮光片豎直中線通過光電門的瞬時速度，由此會產生誤差，請寫出一種減小這一誤差的方法．答：減小遮光片的寬度．

Answer 1

分析 （1）當時間極短時，可以用平均速度近似表示瞬時速度，故可以利用該原理求出物塊經過A、B兩點時的速度，然后由勻變速運動的速度位移公式求出物塊的加速度．
（2）遮光片通過光電門的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，而物塊做加速運動前一半的時間內的位移小于后一半時間內的位移．

解答 解：（1）時間極短時，可以用平均速度近似表示瞬時速度；
故通過A點的速度為：${v}_{A}=\fracunmvj7d{{t}_{A}}$
通過B點的速度為：${v}_{B}=\frac0s7g115{{t}_{B}}$
物塊做勻變速直線運動，由速度位移公式得：v_B²-v_A²=2as，
加速度為：a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2s}$=$\frac{（\fracirlc6o7{{v}_{A}}）^{2}-（\fracdhvdyra{{v}_{B}}）^{2}}{2s}$=$\frac{qm4q8ui^{2}}{2s}（\frac{1}{{t}_{B}^{2}-{t}_{A}^{2}}）$
（2）遮光片通過光電門的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，而物塊做加速運動前一半的時間內的位移小于后一半時間內的位移，所以時間到一半時，遮光片的中線尚未到達光電門，所以遮光片通過光電門的平均速度小于遮光片豎直中線通過光電門的瞬時速度．
為減小實驗的誤差，可以減小遮光片的寬度，也可以通過計算，消除理論誤差．
故答案為：（1）$\frac{ohvyffj^{2}}{2s}（\frac{1}{{t}_{B}^{2}-{t}_{A}^{2}}）$；（2）小于，減小遮光片的寬度．

點評 本題關鍵明確探究加速度與物體質量、物體受力的關系實驗的實驗原理，知道減小系統誤差的兩種方法，不難．