Question

某同學(xué)利用光電傳感器設(shè)計了測定重力加速度的實驗，實驗裝置如圖所示，實驗器材有帶有標(biāo)度的豎直桿、光電計時器、小鋼球等，小鋼球的初始位置與標(biāo)度O平齊，O、A、B、C、D、E間距相等．豎直桿上端固定一個電磁鐵，通電時，小鋼球被吸在電磁鐵上，斷電時，小鋼球自由下落．光電門可以在豎直桿上移動．
（1）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小鋼球的直徑，如圖所示，讀數(shù)為

 

cm；
（2）先將光電門夾在A處，光電計時器記錄下小鋼球經(jīng)過光電門的時間為t，量出OA的距離為h，小鋼球的直徑為d．則小鋼球運動到光電門處的瞬時速度v=

 

，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?!--BA-->

 

（用題中所給字母表示）；
（3）該同學(xué)通過移動光電門在豎直桿上的位置進行多次實驗，若某次實驗時光電門計時器記錄下小鋼球經(jīng)過光電門的時間為

1

2

t，請你判斷此時光電門應(yīng)固定在位置

 

處（選填“B”、“C”、“D”或“E”）．

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
（2）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出小鋼球運動到光電門處時的瞬時速度，根據(jù)速度位移公式求出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?br />（3）根據(jù)勻變速直線運動速度位移公式確定光電門的位置．

解答：解：（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于7mm+0.05×10mm=7.50mm=0.750cm．
（2）小球通過光電門時的速度v=

d

t

．
根據(jù)v²=2gh，解得g=

v2

2h

=

d2

2ht2

．
（3）若某次實驗時光電門計時器記錄下小鋼球經(jīng)過光電門的時間為

1

2

t，則通過光電門的速度變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)v²=2gh得，知下落的高度變?yōu)樵瓉淼?倍，因為OD=4OA，所以光電門應(yīng)固定在D處．
故答案為：（1）0.750  （2）

d

t

，

d2

2ht2

  （3）D．

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，知道極短時間內(nèi)的平均速度可以代替瞬時速度．