Question

某實驗小組利用如圖（甲）所示的實驗裝置來探究滑塊做直線運動的快慢問題．滑塊上的左右端各有一個完全一樣的遮光板．若光線被遮光板遮擋，光電傳感器會輸出高電壓．滑塊在細線的牽引下向左做直線運動，遮光板1、2分別經過光電傳感器時，通過計算機可以得到如圖（乙）所示的電壓隨時間變化的圖象．
（1）將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，接通氣源并輕推滑塊．若氣墊導軌處于水平狀態，則圖乙中的t₁、t₂、t₃、t₄應滿足

t₄-t₃=t₂-t₁

 關系．
（2）如圖（丙）所示，用游標卡尺測量遮光板的寬度d=

10.75

mm． 掛上鉤碼后，將滑塊由如圖（甲）所示位置釋放，通過光電傳感器和計算機得到的圖象如圖乙）所示，若t₁、t₂、t₃、t₄和d已知，則遮光板1在經過光電傳感器過程中的平均速度為

d

t2-t1

．（用已知量的字母表示）

Answer 1

分析：（1）如果遮光條通過光電門的時間相等，說明遮光條做勻速運動，即說明氣墊導軌已經水平．
（2）游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀；用極短時間內的平均速度表示瞬時速度．

解答：解：（1）如果遮光條通過光電門的時間相等，說明遮光條做勻速運動，即說明氣墊導軌已經水平，所以t₄-t₃=t₂-t₁．
（2）游標卡尺的讀數：游標卡尺主尺讀數為10mm，游標讀數為15×0.05mm=0.75mm 所以最終讀數為10.75mm．
可以用極短時間內的平均速度表示瞬時速度，故遮光板1在經過光電傳感器過程中的平均速度為：

.

v

=

d

t2-t1

故答案為：
（1）t₄-t₃=t₂-t₁；
（2）10.75，

d

t2-t1

．

點評：本題關鍵，明確瞬時速度的求解方法，即用極短時間內的平均速度表示．