某实验小组用图示DIS实验装置“研究小车在轨道上的运动”

1. 某实验小组用图示DIS实验装置“研究小车在轨道上的运动”

(1) 实验装置中所用传感器的名称叫传感器，可以测量挡光片经过时的挡光时间，实验时还需要将输入计算机，最终获得物体的速度。

(2) 某同学为了研究小车在斜面上运动时通过某点的速度大小，依次将四块挡光片固定在小车上，让小车从轨道的同一位置滑下，实验数据表格中空缺处的数值为，你认为第次实验数据测得的速度最接近于挡光片前端经过传感器时的速度。

次数	挡光片宽度（m）	通过传感器的时间（s）	速度（m/s）
1	0.080	0.23044	0.3472
2	0.060	0.17464	0.3436
3	0.040	0.11662
4	0.020	0.05850	0.3419

(3) 实验小组想利用下图装置测量小车沿轨道运动时的加速度。已知挡光片宽度d，传感器1和2记录的挡光时间分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，为了得到小车的加速度，可以借助轨道上的刻度，测量出物理量x，该物理量x指的是，由此求得小车的加速度为；本实验利用该传感器测滑块的瞬时速度，所应用的物理方法是。

【考点】

匀变速直线运动规律的综合运用;

【答案】

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实验探究题普通

1. 用如图所示的装置来测定气垫导轨上滑块的加速度。实验开始前将导轨左端垫高，让导轨稍倾斜，释放滑块后数字计时器记录挡光条通过光电门1的时间 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，通过光电门2的时间 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，挡光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间t为 $\text{[math]}$ ，挡光条宽度为 $\text{[math]}$ 。

(1) 滑块通过光电门1的速度为m/s，滑块通过光电门2的速度为m/s；

(2) 利用挡光条从光电门1到光电门2的时间t可求得滑块的加速度为m/s²；

(3) 用 $\text{[math]}$ 表示滑块加速度的真实值，由（2）得出的加速度 $\text{[math]}$ （填“大于”、“等于”或“小于”），此误差属于（填“系统误差”或“偶然误差”）。

实验探究题普通

2. 学生正在完成实验“利用DIS测量变速直线运动的位移和平均速度”。在学校的DIS实验室中拥有下列设备：

（A）光电门（B）位移传感器的接收器（C）位移传感器的发射器（D）数据采集器

(1) 在实验装置架设时，应该将固定在导轨的一端，而将固定在实验小车上。实验前，应将位移传感器发射器的发射口与接收器的接受口对齐，并确保接收器已经连接，后者通过USB接口将数据传到电脑。（选填“A”、“B”、“C”、“D”）

(2) 如图是实验时记录的小车运动的位移随时间变化的图像，选择区域AB范围内平均速度为m/s。选择区域AC范围内平均速度为m/s。其中较接近A点瞬时速度为（选填“前者”或“后者”）（保留三位有效数字）。

实验探究题普通

3. 某同学利用气垫导轨和光电门测量滑块的瞬时速度和加速度大小，装置如图所示。

(1) 实验室现有编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的四块宽度不同的遮光片，该同学先后将四块遮光片装在滑块上，在滑块相同的运动情况下使它们分别通过光电门1，并测得它们的遮光时间和速度大小如下表所示，则由表中数据可知，滑块经过光电门时的瞬时速度大小最接近m/s（填表中速度大小的数值），应选择编号为（填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”）的遮光片进行实验更为精确；

遮光片编号	通过光电门1的时间（s）	速度（m/s）
Ⅰ	0.23044	0.347
Ⅱ	0.17464	0.344
Ⅲ	0.11662	0.343
Ⅳ	0.05850	0.342

(2) 选好遮光片并调节好所有器材后进行实验，某次实验测得滑块先、后经过光电门1，2的遮光时间分别为t₁、t₂、并记录了遮光片从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间间隔为∆t、遮光片的宽度为d，则滑块从光电门1运动到光电门2的过程中平均加速度大小a=。（用题目中所给的物理量符号表示）

实验探究题普通