Question

光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示，a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接受裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開(kāi)始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來(lái)．現(xiàn)利用圖1（b）所示的裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長(zhǎng)木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén)，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出，長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下，光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10^-2s和4.0×10^-3s．用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度d，其示數(shù)如圖2所示．
（1）滑塊的寬度d=

1.010

cm
（2）滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v₁=

1.0

m/s，滑塊通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v₂=

2.5

m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v₁和v₂只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門(mén)1和2時(shí)的

平均速度

，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將

滑塊

的寬度減小一些；
（4）為了使測(cè)量更加準(zhǔn)確，除進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量取平均值外，在不更換器材的基礎(chǔ)上，還可采取的辦法有：a．

下移光電門(mén)2的位置或增大L

進(jìn)行測(cè)量；b．

增加木板的傾斜角或增大P點(diǎn)的高度h

進(jìn)行測(cè)量．

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)應(yīng)當(dāng)?shù)扔谥鞒咦x數(shù)加上游標(biāo)尺讀數(shù)；
（2）、（3）滑塊通過(guò)光電門(mén)的速度可以用平均速度的表達(dá)式解出，當(dāng)平均速度所對(duì)應(yīng)的時(shí)間非常短時(shí)，我們可以把這個(gè)平均速度認(rèn)為等于瞬時(shí)速度，所以滑塊的寬度越小越好．
（4）為了使測(cè)量更加準(zhǔn)確，根據(jù)上述分析可知，應(yīng)減小滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，使平均速度更接近瞬時(shí)速度．

解答：解：（1）在主尺上讀出標(biāo)尺零刻度線(xiàn)以左的刻度，該值就是最后讀數(shù)的整數(shù)部分．圖示為主尺讀數(shù)為10mm；
游標(biāo)尺上第2條與主尺的刻線(xiàn)對(duì)齊，則圖示的游標(biāo)尺的讀數(shù)為2×0.05=0.10mm；將所得到的整數(shù)和小數(shù)部分相加，就得到總尺寸為10.10mm，即1.010cm．
（2）滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v₁=

△x

△t1

=

1.010×10-2

1×10-2

m/s=1.0m/s，滑塊通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v₂=

△x

△t2

=

1.010×10-2

4×10-3

=2.5 m/s．
（3）測(cè)得的瞬時(shí)速度v₁和v₂只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門(mén)1和2時(shí)的平均速度，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將滑塊的寬度減小一些．
（4）為了使測(cè)量更加準(zhǔn)確，根據(jù)上述分析可知，應(yīng)減小滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，使平均速度更接近瞬時(shí)速度，還可采取的辦法有：
a、下移光電門(mén)2的位置或增大L；
b、增加木板的傾斜角或增大P點(diǎn)的高度h．
故答案為：
（1）1.010；    
（2）1.0，2.5；      
（3）平均速度，滑塊
（4）a、下移光電門(mén)2的位置或增大L；    
b、增加木板的傾斜角或增大P點(diǎn)的高度h．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，我們還應(yīng)掌握螺旋測(cè)微器的讀數(shù)；加深對(duì)平均速度和瞬時(shí)速度的理解，只有當(dāng)時(shí)間間隔△t趨向于零時(shí)，此時(shí)的速度可以認(rèn)為是瞬時(shí)速度．