Question

【題目】如圖甲所示，小虎同學將氣墊導軌的右支撐點調高支成斜面，用圖示裝置測量滑塊沿氣墊導軌下滑的加速度.遮光片P固定在滑塊的左端并與滑塊左端平齊，光電門固定在導軌上，導光孔與導軌上的位置A對齊。讓滑塊左端位于斜面上的位置B處，打開氣源，將滑塊由靜止釋放，測得AB氣墊導軌的距離L、遮光片的寬度及遮光時間，算出遮光片通過光電門的平均速度，視為小車左端到達A處時的速度，從而測出滑塊下滑的加速度。

(1)小虎運用該方案測得加速度的表達式為a=___________；

(2)為了更精確地測得小車的加速度，小芳對方案進行了改進：運用同一氣墊導軌裝置，僅換用不同寬度的遮光片固定在滑塊的左端并與滑塊左端平齊，讓滑塊左端位于斜面上的同一位置B處，打開氣源，將滑塊由靜止釋放，記錄每次實驗遮光片的寬度Δx和遮光時間t，并算出各次遮光片通過光電門的平均速度，記錄數據并作出一t圖象如圖乙所示.根據圖象，滑塊左端過A處的瞬時速度大小為___________m/s，滑塊的加速度大小為___________m/s2。(結果保留兩位有效數字)

(3)你認為小芳的新方案中，考慮遮光片的質量變化，在換用不同遮光片時，測得的加速度應該___________(選填“一樣”、“不一樣”)。

Answer 1

【答案】（1） （2）0.30±0.02 3.2±0.2 （3）一樣

【解析】

遮光片通過光電門的平均速度，視為小車左端到達A處時的瞬時速度，結合速度和位移的關系，可求得滑塊下滑過程中的加速度；由，，可確定圖象斜率和縱軸截距的物理意義，進而得到和加速度。

（1）根據速度與時間的關系得：，解得：；

（2）滑塊通過光電門的過程為初速度為的勻加速直線運動，，則 ，所以的斜率，縱軸的截距表示的大小，則=0.30m/s，加速度。

（3）根據牛頓第二定律，滑塊下滑過程中，，，加速度與質量無關，故在只更換不同遮光片時，測得的加速度是一樣的。

故本題答案為：（1） （2）0.30±0.02； 3.2±0.2 （3）一樣