全国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案力学

1 实验二 在气轨上研究瞬时速度 【思考题参考答案】 1．试测量气轨倾斜角度，并把实验中所求得的加速度a 和gsin相比较。 答：测量的方法：先用匀速法把气垫导轨调节水平，然后，测出两个支点沿气轨的长度L，测出垫块的高度h，Lhsin。 测量加速度的方法：（1）将两个光电门安放在一定距离的适中位置，读出距离s，（2）滑块装上U 型挡光片，将光电计时器调节到测两个速度状态，让滑块静止下滑测量经过两个光电门的速度v 1、v 2。（3）计算加速度a 并与Lhggsin比较，其中svva22122 。 注：为消除粘滞阻力影响，可以通过测量四个速度分别计算下滑和上升的加速度。道理如下：faaa下svv22122 ，svvaaaf22423 上，所以svvvva421242322 2．使用平板型挡光片和两个光电门，如何测量滑块通过倾斜气轨上一点A 的瞬时速度。 答：将光电计时器调到测量一个时间间隔状态，在滑块上装平板型挡光片，控制滑块从气轨上一个固定点P 由静止滑下，从挡光片前沿挡第一光电门开始计时，挡第二光电门停止计时，测出时间 t，根据匀变速运动公式，有atvvvBA，而tlatvvvvB22 选择不同的l，测出t，计算出tlv ，在坐标纸上画出v —t 曲线，确定斜率和截距，其斜率的绝对值为 a/2，截距为 A 点的瞬时速度v 。 【补充思考题】测量气轨的阻尼因数。滑块在气轨上运动，由于内摩擦和气轨平整度问题，也会有较小的阻力，一般认为阻力与速度方向相反，大小成正比。即bvf 。设计一个实验，测量b 值。 测量依据和测量公式：将气轨调节水平，放一质量为m 的滑块，气轨上两光电门之间距离为s。轻推滑块是它向右运动，由于阻尼ABvv，同理，向左运动BAvv。 由于阻力很小，滑块接近匀速运动 vbf  利用牛顿第二定律 mbstmvbvvvAB， smvb P• B• •A l A B 2 测量方案：在滑块上装一个挡光距离为S（很小）的 U 型挡光片，测出经过两个挡光片的速度，在沿相反方向测量一次，用两次测量的速度差的平均值计算。 smvvb2 实验三 测量金属的杨氏模量（伸长法） 【思考题参考答案】 1．用光杠杆测量微小长度变化的原理是什么？用DldMgLRE28测定杨氏模量要满足哪些条件？ 答：第一问，利用光的反射规律将微小长度变化转化为微小角度变化，进而转化为远处明显的位置变化，lRDl2，放大倍数为 2R/D。第二问，测定杨氏模量要满足...