Question

【題目】利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光板的滑塊，其總質量為M，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為m的小球相連；遮光板兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光板經過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到光電門B處的距離，b表示遮光板的寬度，將遮光板通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度，實驗時滑塊在A處由靜止開始運動．

（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度b，結果如圖乙所示，由此讀出b=_______mm．

（2）某次實驗測得傾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統動能增加量可表示為ΔEK=______，系統的重力勢能減少量可表示為ΔEp=______，在誤差允許的范圍內，若ΔEK=ΔEP則可認為系統的機械能守恒．

（3）在（2）的實驗過程中，某同學改變A、B間的距離，作出的v2－d 圖像如圖丙所示，并測得M=m，則重力加速度g=_____m/s2

Answer 1

【答案】 3.85；． 9.6

【解析】（1）游標卡尺的主尺讀數為3mm，游標尺上第17個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數為17×0.05mm=3.85mm。最終讀數為3mm+0.85mm=3.85mm，故 。

（2）根據運動學公式，可得遮光片通過光電門的平均速度為 ，即為滑塊通過B點的瞬時速度。系統從A處到達B處，速度由零增加到，所以系統的動能增加量

滑塊從A處到達B處，小球下降了d高度，滑塊上升了 高度，所以重力勢能的減小量

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

綜上所述本題答案是: （1） （2）； ； （3）