题目内容
现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t。用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A ,B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；
（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为 。动能的增加量可表示为 。若在运动过程中机械能守恒，
与s的关系式为= ____________.
(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| s（m） | 0.600 | 0.800 | 1.000 | 1.200 | 1.400 |
| t（ms） | 8.22 | 7.17 | 6.44 | 5.85 | 5.43 |
| 1/t2（104s－2） | 1.48 | 1.95 | 2.41 | 2.92 | 3.39 |
为纵坐标，在图2坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k= ×104m-1·s-2 (保留3位有效数字)。
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出
直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。
（1）
（2） 2.40
解析试题分析：（1）在滑块从A运动至B的过程中，滑块重力势能减少量为Mgssinα=
,砝码重力势能增加了mgs,所以滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为；滑块及砝码的速度为
，动能的增加量可表示为
；若机械能守恒则满足：=
整理可得：
（2）画出直线如图：
根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k= 
考点：
（1）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤：
| A．把打点计时器固定在桌子上 |
| B．安好纸带 |
| C．松开纸带让物体带着纸带运动 |
| D．接通低压交流电源 |
Ｆ.断开开关
这些步骤正确的排列顺序为______ _。
（2） 某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况。实验中获得一条纸带如图所示。其中两相邻的计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50HZ，则相邻两个计数点间的时间为 s，打A点时小车运动的速度VA = m/s；小车运动的加速度a = m/s2.（后两空保留三位有效数字）
（11分）某同学用如图1所示的实验装置研究滑块在水平桌面上的运动，实验步骤如下：
a．安装好实验器材。
b．释放滑块，使滑块沿水平桌面运动，位移传感器每隔0.1s给出一次滑块与位移传感器之间的距离。该同学取出一部分数据，并将第一组数据做为记时零点，如下表所示。
| 时刻（s） | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
| 距离（m） | 0.100 | 0.111 | 0.135 | 0.173 | 0.224 | 0.289 | 0.367 | 0.459 | 0.564 | 0.683 | 0.815 |
d．分别计算出滑块在0.1s内、0.2s内、0.3s内……的位移x。
e．分别计算出位移x与对应时间t的比值
。f．以
为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出-t图线。结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）根据实验数据，可知t=0时滑块与位移传感器之间的距离d=________m。
（2）该同学在图2中标出了除t=0.4s时的各个坐标点，请你在该图中标出t=0.4s时对应的坐标点，并画出
-t图线。
（3）根据
-t图线可求出滑块的加速度a=________m/s2。（保留3位有效数字）（4）若将
-t图线延长，发现图线与轴有一交点，其原因是______________________。