Question

1．光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．此外在木板頂端的P點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10^-2s和2.0×10^-2s．滑塊從光電門1經過0.2秒運動到光電門2．已知小滑塊的寬度5.00cm．

求：（1）經過光電門1時的瞬時速度？
（2）經過光電門2的瞬時速度？
（3）滑塊運動的加速度？

Answer 1

分析 由于擋光時間很短，因此可以用滑塊通過時的平均速度來代替瞬時速度，由此可以求出v₁，v₂的大��；
根據勻變速直線運動規(guī)律可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）小滑塊的寬度d=5.00cm=0.05m．
利用平均速度代替瞬時速度，因此有：
v₁=$\frac{0.05}{5×1{0}^{-2}}$m/s=1m/s．
（2）同理，v₂=$\frac{0.05}{2×1{0}^{-2}}$m/s=2.5m/s．
（3）根據勻變速直線運動規(guī)律得v₂-v₁=at
解得：a=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{t}$=$\frac{2.5-1}{0.2}$=7.5m/s²．
答：（1）經過光電門1時的瞬時速度1m/s；
（2）經過光電門2的瞬時速度2.5m/s；
（3）滑塊運動的加速度7.5m/s²．

點評 正確使用這些基本儀器進行有關測量，紙帶問題中熟練掌握并靈活應用勻變速運動的運動規(guī)律是求出加速度與瞬時速度的關鍵．