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精英家教网气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，因此可以利用气垫导轨装置来验证机械能守恒定律．
（1）如图所示，做实验时，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出），可读出遮光条通过光电门的时间为△t，用游标卡尺测得遮光条宽度为d，用刻度尺测得释放位置到光电门中心的距离为x，气垫导轨总长为L，其最右端离桌面的高度为h，滑块和遮光条总质量为M，已知重力加速度为g，这一过程中滑块减少的重力势能表达式为
 
，滑块获得的动能表达式为
 
；（以上表达式均用已知字母表示）
（2）某实验小组在一次实验后，通过数据发现，滑块获得的动能略大于其减少的重力势能，可能的原因是
 
．
分析：（1）根据物体下降的高度求出重力势能的减小量，根据较短时间内的平均速度可以代替瞬时速度，求出滑块通过光电门的速度，从而得出动能的增加量．
（2）根据能量守恒，若存在摩擦，重力势能的减小量应略大于动能的增加量，现在动能的增加量大于重力势能的减小量，根据原理分析误差形成的原因．
解答：解：（1）这一过程滑块减小的重力势能△Ep=MgH=Mg
h
L
x，滑块通过光电门的速度v=
d
△t
，则滑块获得动能△Ek=
1
2
Mv2=
1
2
M(
d
△t
)2．
（2）上述过程是重力势能向动能转化的过程，因此当滑块获得的动能略大于其减少的重力势能时，其原因可能是释放时滑块有初速度、或测量释放位置到光电门中心的距离x的值偏小、或测量遮光条宽度d偏大．
故答案为：（1）
x
L
Mgh，
1
2
M(
d
△t
)2，释放时滑块有初速度、或测量释放位置到光电门中心的距离x的值偏小、或测量遮光条宽度d偏大．
点评：本题主要利用气垫导轨构建滑块、斜面模型，巧设实验背景，考查了机械能守恒定律的应用问题，属于中档题．
练习册系列答案
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气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图1所示，让滑块从气垫导轨是某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为△s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t，则庶光片通过光电门的平均速度为v=
△s
△t

（1）关于这个平均速度，有如下讨论：
A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确
D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确，这些讨论中，正确的是：；
（2）利用这一装置可验证机械能守桓定律，如图2．滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度△s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t，这一过程中：滑块减少的重力势能的表达式为：，滑块获得的动能表达式为：
1
2
M(
△s
△t
)2
1
2
M(
△s
△t
)2
；
精英家教网气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图所示，让滑块从气垫导轨的某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为△s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t，则遮光片通过光电门的平均速度为v=
△s△t

（1）关于这个平均速度，有如下讨论：
A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确
D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确．
这些讨论中，正确的是：
 
；
（2）利用这一装置可验证机械能守桓定律．滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度△s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t，这一过程中滑块减少的重力势能的表达式为：
 
，滑块获得的动能表达式为：
 
．

(8分)气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，因此可以利用气垫导轨装置来验证机械能守恒定律。(    )

⑴如图所示，做实验时，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器(图中未画出)，可读出遮光条通过光电门的时间为Δt，用游标卡尺测得遮光条宽度为d，用刻度尺测得释放位置到光电门中心的距离为x，气垫导轨总长为L，其最右端离桌面的高度为h，滑块和遮光条总质量为M，已知重力加速度为g，这一过程中滑块减少的重力势能表达式为            ，滑块获得的动能表达式为             ；(以上表达式均用已知字母表示)

⑵某实验小组在一次实验后，通过数据发现，滑块获得的动能略大于其减少的重力势能，可能的原因是                                                                。

 
气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图1所示，让滑块从气垫导轨是某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为△s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为△t，则庶光片通过光电门的平均速度为v=
（1）关于这个平均速度，有如下讨论：
A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确
D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确，这些讨论中，正确的是：；
（2）利用这一装置可验证机械能守桓定律，如图2．滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L、遮光片的宽度△s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间△t，这一过程中：滑块减少的重力势能的表达式为：，滑块获得的动能表达式为：    ；

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