1.如图所示,是某同学探究“机械能守恒定律”的实验装置图.在水平桌面上固定一个斜面,斜面上固定一个气垫导轨,导轨的顶端A处有一个附有长方形遮光片的小滑块,遮光片的宽度为b,小滑块连同遮光片的总质量为M,左端由跨过光滑轻质定滑轮的细绳与一个质量为m,(Mgsinθ>mg)的小球相连;小球距地面的距离为H,遮光片的两条长边与导轨斜面AC垂直;导轨上距离A点为x的B点处有一个光电门.现将小滑块从A点由静止释放,测量出遮光片经过光电门的时间为t,导轨与水平桌面间的夹角为θ,重力加速度为g.则:
①在小滑块从A到B的过程中,绳子的拉力F大于小球的重力mg(选填“大于”、“等于”或“小于”),小球重力势能的增加量为mgx,小滑块动能的增加量为$\frac{1}{2}M(\frac{b}{t})^{2}$
②实验中只要多次改变光电门B的位置,使滑块每次从同一位置由静止下滑,测量出相应的x和t值.在平面直角坐标系中,以x为横坐标,以$\frac{1}{{t}^{2}}$为纵坐标,做出的图象是一条倾斜直线,当直线的斜率为$\frac{2g(Msinθ-m)}{(M+m){b}^{2}}$时,在实验误差允许的范围内,可以近似认为滑块和细绳、小球组成的系统在此实验中机械能是守恒的.
③如果将实验装置图中的光电门B改为挡板,还能测量出滑块与斜面间的动摩擦因数,开始时滑块和小球均处于静止状态,当剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑.现保持滑块和小球释放的位置不变,调整挡板的位置,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音为止,那么,利用题中所给定的字母(H、x、θ)可以测量出滑块与斜面间的动摩擦因数为$\frac{Hsinθ-x}{Hcosθ}$.
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