高教版（2021）电工电子类第九节 学生实验：测量运动物体的速度和加速度优秀同步练习题

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一、测量小车速度以及加速度
1．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为1.0 cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.05 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.01s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝1.0s．由此可估算：滑块的加速度大小为_________，两个光电门之间的距离是______．
【答案】 0.8 m/s2 0.6 m
【详解】[1]根据题意，遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动，则遮光板通过第一个光电门的速度：
m/s，
遮光板通过第二个光电门的速度：
m/s
故滑块的加速度为：
由以上三式可得：m/s2
[2]根据位移时间公式有：
代入数据解得：m
2．某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门所用时间分别为t1、t2.
则滑块通过两个光电门的瞬时速度分别为v1＝________，v2＝________．.在计算瞬时速度时应用的物理方法是________(填“极限法”或“控制变量法”)．
【答案】 极限法
【详解】因滑块通过光电门的时间很短，则可用滑块通过光电门的平均速度代替瞬时速度，则滑块通过两个光电门的瞬时速度分别为v1＝，v2＝．.在计算瞬时速度时应用的物理方法是极限法．
3．利用图甲装置可以测量滑块的加速度。气垫导轨上相隔一定距离的两处装有两个光电传感器1、2，滑块上固定一遮光条，滑块与遮光条的总质量为M，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器1、2时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。
（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，计算机屏幕上显示的电压U随时间t变化的图像如图乙所示，则要将气垫导轨右侧_______（调低或调高）。
（2）用游标卡尺测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=________mm；
（3）若图乙是正确操作所得图像，则滑块运动的加速度大小a=______（用题干已知物理量和测得物理量的字母符号表示）。
【答案】 调低 9.50
【详解】（1）[1]因为t2