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，其結構如圖實-1-10（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，光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結束的時間記錄下來．圖（乙）中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長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，長木板頂端P點懸有一鉛錘，實驗時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0×10^-2s和4.0×10^-3s．用精度為0.05mm的游標卡尺測量滑塊的寬度為d，其示數如圖（丙）所示．

（1）滑塊的寬度d=1.010cm．
（2）滑塊通過光電門1時的速度v₁=1.0m/s，滑塊通過光電門2時的速度v₂=2.5m/s．（結果保留兩位有效數字）
（3）由此測得的瞬時速度v₁和v₂只是一個近似值，它們實質上是通過光電門1和2時的平均速度，要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將滑塊的寬度減小一些．

Answer 1

分析 游標卡尺的讀數應當等于主尺讀數加上副尺讀數；滑塊通過光電門的速度可以用平均速度的表達式解出，當平均速度所對應的時間非常短時，我們可以把這個平均速度認為等于瞬時速度，所以滑塊的寬度越小越好．

解答 解：（1）在主尺上讀出副尺零線以左的刻度，該值就是最后讀數的整數部分．圖示10mm；副尺上一定有一條與主尺的刻線對齊，在刻尺上讀出該刻線距副尺的格數，將其與刻度間距0.05mm相乘，就得到最后讀數的小數部分．圖示為2×0.05=0.10mm；將所得到的整數和小數部分相加，就得到總尺寸為10.10mm，即1.010cm．
（2）滑塊通過光電門1時的速度v₁=$\frac{△x}{△t}$=$\frac{0.01010}{1×1{0}^{-2}}$m/s=1.0m/s，
滑塊通過光電門2時的速度v₂=$\frac{△x}{△t′}$=$\frac{0.01010}{4×1{0}^{-3}}$=2.5 m/s．
（3）測得的瞬時速度v₁和v₂只是一個近似值，它們實質上是通過光電門1和2時的平均速度，要使瞬時速度的測量值更接近于真實值，可將滑塊的寬度減小一些．
故答案為：（1）1.010，（2）1.0，2.5，（3）平均速度，滑塊．

點評 本題考查了游標卡尺的讀數，我們還應掌握螺旋測微器的讀數；加深對平均速度和瞬時速度的理解，只有當時間間隔△t趨向于零時，此時的速度可以認為是瞬時速度．