Question

【題目】如圖甲所示，小虎同學(xué)將氣墊導(dǎo)軌的右支撐點(diǎn)調(diào)高支成斜面，用圖示裝置測(cè)量滑塊沿氣墊導(dǎo)軌下滑的加速度.遮光片P固定在滑塊的左端并與滑塊左端平齊，光電門(mén)固定在導(dǎo)軌上，導(dǎo)光孔與導(dǎo)軌上的位置A對(duì)齊。讓滑塊左端位于斜面上的位置B處，打開(kāi)氣源，將滑塊由靜止釋放，測(cè)得AB氣墊導(dǎo)軌的距離L、遮光片的寬度及遮光時(shí)間，算出遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度，視為小車(chē)左端到達(dá)A處時(shí)的速度，從而測(cè)出滑塊下滑的加速度。

(1)小虎運(yùn)用該方案測(cè)得加速度的表達(dá)式為a=___________；

(2)為了更精確地測(cè)得小車(chē)的加速度，小芳對(duì)方案進(jìn)行了改進(jìn)：運(yùn)用同一氣墊導(dǎo)軌裝置，僅換用不同寬度的遮光片固定在滑塊的左端并與滑塊左端平齊，讓滑塊左端位于斜面上的同一位置B處，打開(kāi)氣源，將滑塊由靜止釋放，記錄每次實(shí)驗(yàn)遮光片的寬度Δx和遮光時(shí)間t，并算出各次遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度，記錄數(shù)據(jù)并作出一t圖象如圖乙所示.根據(jù)圖象，滑塊左端過(guò)A處的瞬時(shí)速度大小為___________m/s，滑塊的加速度大小為___________m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)你認(rèn)為小芳的新方案中，考慮遮光片的質(zhì)量變化，在換用不同遮光片時(shí)，測(cè)得的加速度應(yīng)該___________(選填“一樣”、“不一樣”)。

Answer 1

【答案】（1） （2）0.30±0.02 3.2±0.2 （3）一樣

【解析】

遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度，視為小車(chē)左端到達(dá)A處時(shí)的瞬時(shí)速度，結(jié)合速度和位移的關(guān)系，可求得滑塊下滑過(guò)程中的加速度；由，，可確定圖象斜率和縱軸截距的物理意義，進(jìn)而得到和加速度。

（1）根據(jù)速度與時(shí)間的關(guān)系得：，解得：；

（2）滑塊通過(guò)光電門(mén)的過(guò)程為初速度為的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，，則 ，所以的斜率，縱軸的截距表示的大小，則=0.30m/s，加速度。

（3）根據(jù)牛頓第二定律，滑塊下滑過(guò)程中，，，加速度與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故在只更換不同遮光片時(shí)，測(cè)得的加速度是一樣的。

故本題答案為：（1） （2）0.30±0.02； 3.2±0.2 （3）一樣