Question

15．光電門在測量物體的瞬時速度方面有得天獨厚的優(yōu)勢，比如在探究加速度和力的關系時就省去了打點計時器分析紙帶的不便，實驗裝置如圖所示．

（1）雖然少了計算的麻煩，卻必須要測量遮光條的寬度，游標卡尺測量的結(jié)果如圖所示，我們可以發(fā)現(xiàn)游標尺上每一分度與主尺上的最小刻度相差0.005 cm，遮光條寬度為0.225cm．
（2）某次實驗過程中，已經(jīng)得到AB之間的距離l和通過光電門的時間t和力傳感器的示數(shù)F，若要完成探究目的，還需要滿足的條件是A位置必須由靜止釋放．若要以F為橫坐標，做出一條傾斜的直線來判斷加速度和力成正比，那么縱坐標的物理量應該是$\frac{1}{t^2}$（t²或$\frac{1}{t^2}$）．

Answer 1

分析 游標尺的精確度=$\frac{1}{等分刻度}$mm，游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀；
滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．根據(jù)運動學公式解答．

解答 解：（1）游標卡尺的精度為$\frac{1}{等分刻度}$mm，因此游標卡尺有20個小的等分刻度，游標尺上每一分度與主尺上的最小刻度相差0.05mm=0.005cm，
游標卡尺的主尺讀數(shù)為2mm，游標讀數(shù)為0.05×5mm=0.25mm，所以最終讀數(shù)為：2mm+0.25mm=2.25mm=0.225cm．
（2）實驗時，將滑塊從A位置必須由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．
根據(jù)運動學公式得若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是遮光條到光電門的距離l．
由題意可知，該實驗中保持小車質(zhì)量M不變，因此有：v²=2al，
v=$\fracp7esuql{t}$，a=$\frac{F}{M}$，
可得：$\frac{tpybpu6^{2}}{{t}^{2}}$=2•$\frac{F}{M}$•l，
解得：F=$\frac{Mf1w1awz^{2}}{2l}•\frac{1}{{t}^{2}}$．
故答案為：（1）0.005，0.225；（2）A位置必須由靜止釋放，$\frac{1}{t^2}$．

點評 解決本題的關鍵掌握游標卡尺的讀數(shù)方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀；常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．