Question

11．圖中裝置可用來(lái)探究物塊的運(yùn)動(dòng)情況，細(xì)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(cè)由靜止釋放，分別測(cè)出遮光片通過(guò)光電門A、B所用的時(shí)間為t_A和t_B，用遮光片通過(guò)光電門的平均速度表示遮光片豎直中線通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度．
（1）利用實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的物理量符號(hào)，寫出物塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=$\frac{wom2mim^{2}}{2s}（\frac{1}{{t}_{B}^{2}-{t}_{A}^{2}}）$
（2）遮光片通過(guò)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(guò)光電門的瞬時(shí)速度，由此會(huì)產(chǎn)生誤差，請(qǐng)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(dāng)時(shí)間極短時(shí)，可以用平均速度近似表示瞬時(shí)速度，故可以利用該原理求出物塊經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度，然后由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出物塊的加速度．
（2）遮光片通過(guò)光電門的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，而物塊做加速運(yùn)動(dòng)前一半的時(shí)間內(nèi)的位移小于后一半時(shí)間內(nèi)的位移．

解答 解：（1）時(shí)間極短時(shí)，可以用平均速度近似表示瞬時(shí)速度；
故通過(guò)A點(diǎn)的速度為：${v}_{A}=\fracdktxyp5{{t}_{A}}$
通過(guò)B點(diǎn)的速度為：${v}_{B}=\fracqiomqjk{{t}_{B}}$
物塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由速度位移公式得：v_B²-v_A²=2as，
加速度為：a=$\frac{{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}}{2s}$=$\frac{（\fracafswcgm{{v}_{A}}）^{2}-（\fracd76ijng{{v}_{B}}）^{2}}{2s}$=$\frac{w4dls21^{2}}{2s}（\frac{1}{{t}_{B}^{2}-{t}_{A}^{2}}）$
（2）遮光片通過(guò)光電門的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，而物塊做加速運(yùn)動(dòng)前一半的時(shí)間內(nèi)的位移小于后一半時(shí)間內(nèi)的位移，所以時(shí)間到一半時(shí)，遮光片的中線尚未到達(dá)光電門，所以遮光片通過(guò)光電門的平均速度小于遮光片豎直中線通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度．
為減小實(shí)驗(yàn)的誤差，可以減小遮光片的寬度，也可以通過(guò)計(jì)算，消除理論誤差．
故答案為：（1）$\frac{aa2aluu^{2}}{2s}（\frac{1}{{t}_{B}^{2}-{t}_{A}^{2}}）$；（2）小于，減小遮光片的寬度．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵明確探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，知道減小系統(tǒng)誤差的兩種方法，不難．