Question

（1）如圖1用螺旋測微器測定某一金屬絲直徑，測得的直徑為

 

mm；用20等分刻度的游標卡尺測一工件的長度，測得的長度為

 

cm．
（2）像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，其結構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置．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．現利用圖乙所示裝置設計一個“驗證物體產生的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2、是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片的擋光時間．

①用游標卡尺測量小滑塊的寬度d=0.50cm（L≥d），光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t₁=2.50×10^-2s、t₂=1.25×10^-2s．則滑塊通過光電門1的速度為

 

m/s
②用米尺測量光電門間距為L，則小車的加速度表達式a=

 

（各量均用①②里的字母表示）．
③該實驗為了把砂和砂桶m拉車的力當作小車的合力必須平衡摩擦力，方法是

 

．
④該實驗中，讓小車質量M不變時，探究a與F 關系，使用的探究方法是

 

．有位同學通過測量，作出a-F圖線，如圖丙中的實線所示．試分析：
圖線不通過坐標原點的原因是

 

；圖線上部彎曲的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
（2）利用光電門測速度時是利用了平均速度代替瞬時速度的原理；
根據運動學公式v²-

v

2 0

=2as，可以寫出加速度的表達式；
該實驗中是通過把木板一端抬高，讓小車的重力沿斜面的分力與摩擦力平衡的方法進行的；
根據牛頓第二定律結合圖象特點即可正確解答．

解答：解：（1）螺旋測微器的固定刻度讀數為0.5mm，可動刻度讀數為0.01×20.0m=0.400mm，所以最終讀數為0.700mm．
游標卡尺的主尺讀數為20mm，游標讀數為0.05×6mm=0.30mm，所以最終讀數為20.30mm=2.030 cm．
（2）①由于窄片K的寬度為d很小，因此可以利用其平均速度代替物體的瞬時速度，故窄片K通過光電門1的速度表達式為：v₁=

d

t1

=0.200 m/s
②根據運動學公式v²-

v

2 0

=2as得，
a=

( d t2 )2-( d t1 )2

2L

③該實驗為了把砂和砂桶m拉車的力當作小車的合力必須平衡摩擦力，方法是不掛砂和砂桶，調節長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個光電門的讀數相等為止．
④該實驗中，讓小車質量M不變時，探究a與F 關系，使用的探究方法是控制變量法．
當沒有掛砂和砂桶時，小車產生了加速度，因此說明平衡摩擦力時木板傾角太大；隨著F的增大，即砂和砂桶質量的增大，不在滿足砂和砂桶遠小于小車的質量，因此曲線上部出現彎曲現象．
故本題答案為：
（1）0.700mm，2.030cm
（2）①v₁=0.200 m/s
②a=

( d t2 )2-( d t1 )2

2L

③不掛砂和砂桶，調節長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個光電門的讀數相等為止．
④控制變量法，平衡摩擦力時木板傾角θ太大，沒有滿足小車質量M遠大于砂和砂桶的質量m

點評：（1）解決本題的關鍵掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數方法，游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
（2）對于實驗問題一定要明確實驗原理，并且親自動手實驗，熟練應用所學基本規律解決實驗問題．