题目
如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Delta t.测得遮光条的宽度为Delta x,用dfrac( Delta x)( Delta t)近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使dfrac(Delta x)(Delta t)更接近瞬时速度,正确的措施是( )光源-|||-遮光条-|||-光敏管A:换用宽度更窄的遮光条B:提高测量遮光条宽度的精确度C:使滑块的释放点更靠近光电门D:增大气垫导轨与水平面的夹角
如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间$\Delta t$.测得遮光条的宽度为$\Delta x$,用$\dfrac{ \Delta x}{ \Delta t}$近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使$\dfrac{\Delta x}{\Delta t}$更接近瞬时速度,正确的措施是( )
- 换用宽度更窄的遮光条
- 提高测量遮光条宽度的精确度
- 使滑块的释放点更靠近光电门
- 增大气垫导轨与水平面的夹角
题目解答
答案
A. 换用宽度更窄的遮光条
解析
本题考查瞬时速度的近似测量方法。核心思路是理解平均速度与瞬时速度的关系:当遮光时间$\Delta t$足够小(即遮光条宽度$\Delta x$足够窄),$\dfrac{\Delta x}{\Delta t}$可近似为瞬时速度。关键在于减小$\Delta t$,使平均速度更接近瞬时速度。
选项分析
选项A:换用宽度更窄的遮光条
- 遮光时间公式:$\Delta t = \dfrac{\Delta x}{v}$,宽度$\Delta x$越小,$\Delta t$越短。
- 结论:$\Delta t$减小,平均速度更接近瞬时速度,正确。
选项B:提高测量遮光条宽度的精确度
- 影响:仅提高$\Delta x$的测量精度,不改变$\Delta t$的大小。
- 结论:与近似瞬时速度无关,错误。
选项C:使滑块的释放点更靠近光电门
- 假设导轨倾斜:释放点靠近时,滑块到达光电门的速度$v$减小,$\Delta t = \dfrac{\Delta x}{v}$增大。
- 结论:$\Delta t$增大,平均速度更偏离瞬时速度,错误。
选项D:增大气垫导轨与水平面的夹角
- 假设导轨倾斜:夹角增大,滑块加速度$a$增大,到达光电门时速度$v$增大,$\Delta t = \dfrac{\Delta x}{v}$减小。
- 矛盾点:虽然$\Delta t$减小,但加速度$a$增大可能导致速度变化更快,平均速度与瞬时速度的差异可能增大。
- 结论:无法保证$\dfrac{\Delta x}{\Delta t}$更接近瞬时速度,错误。