Question

【题目】利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，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板的滑块，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的小球相连；遮光板两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光板经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光板的宽度，将遮光板通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图乙所示，由此读出b=_______mm．

（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEK=______，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=______，在误差允许的范围内，若ΔEK=ΔEP则可认为系统的机械能守恒．

（3）在（2）的实验过程中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2－d 图像如图丙所示，并测得M=m，则重力加速度g=_____m/s2

Answer 1

【答案】 3.85；． 9.6

【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为3mm，游标尺上第17个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为17×0.05mm=3.85mm。最终读数为3mm+0.85mm=3.85mm，故 。

（2）根据运动学公式，可得遮光片通过光电门的平均速度为 ，即为滑块通过B点的瞬时速度。系统从A处到达B处，速度由零增加到，所以系统的动能增加量

滑块从A处到达B处，小球下降了d高度，滑块上升了 高度，所以重力势能的减小量

（3）由 和M=m，可得 ，这表明 图像的斜率大小是重力加速度的一半，故可求出重力加速度。

综上所述本题答案是: （1） （2）； ； （3）