Question

10．像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)計(jì)時(shí)儀器，每個(gè)光電門都由光發(fā)射和接受裝置組成．當(dāng)有物體從光電門中間通過(guò)時(shí)，與之相連的加速器就可以顯示物體的擋光時(shí)間，如圖甲所示，圖中MN是水平桌面、PM是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1，2是固定木板相距為l的兩個(gè)光電門（與之連接的計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出）．滑塊A上固定著用于擋光的窄片K，讓滑塊A在重物B的牽引下從木板的頂端滑下，計(jì)時(shí)器分別顯示窄片K通過(guò)光電門1和光電門2的擋光時(shí)間分別為t₁=2.50×10^-2s、t₂=1.25×10^-2s；
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度（如圖乙）d=5.15×10^-3m（已知l＞＞d）；
（2）用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T的間距為l=20cm，則滑塊的加速度a=0.32m/s²（保留兩位有效數(shù)字）；
（3）利用該裝置還可以完成的實(shí)驗(yàn)有：ACE
A．驗(yàn)證牛頓第二定律
B．驗(yàn)證A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
C．測(cè)定滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
D．只有木板光滑，才可以驗(yàn)證牛頓第二定律
E．只有木板光滑，才可以驗(yàn)證A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械守恒定律

Answer 1

分析 （1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2）小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度和位移關(guān)系v²-${v}_{0}^{2}$=2ax可以求出小車的加速度大小；
（3）根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合該實(shí)驗(yàn)裝置可正確解答．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：5mm，游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0.05×3mm=0.15mm，所以最終讀數(shù)為：5mm+0.15mm=5.15mm=5.15×10^-3m．
（2）由于擋光時(shí)間極短，因此可以利用其平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，故有：
v₁=$\frac6vpym46{{t}_{1}}$ ①
v₂=$\fracruvnr6x{{t}_{2}}$ ②
${v}_{2}^{2}$-${v}_{1}^{2}$=2ax   ③
聯(lián)立①②③得：a=$\frac{（\fraco4ppqai{{t}_{2}}）^{2}-（\fracn9zefj9{{t}_{1}}）^{2}}{2l}$≈0.32m/s²　　
（3）A、D、根據(jù)驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)原理可知，通過(guò)該裝置可以驗(yàn)證牛頓第二定律，至于木板是否光滑對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響，故A正確，D錯(cuò)誤；
B、E、要驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，木板必須光滑，故B錯(cuò)誤，E正確；
C、根據(jù)該實(shí)驗(yàn)裝置可知，將木板平放，通過(guò)紙帶求出A、B運(yùn)動(dòng)的加速度大小，因此根據(jù) 牛頓第二定律有：m_Bg-m_Agμ=（m_A+m_B）a，由此可知可以求出測(cè)定滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，故C正確．
故答案為：（1）5.15×10^-3；（2）0.32；（3）ACE．

點(diǎn)評(píng) 解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)原理，從而明確所需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，然后利用所學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．