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    如图甲所示，在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧，轨道上有一滑块A紧靠弹簧但不连接，已知滑块的质量为m
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    （1）用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d=
     
    mm；
    （2）为探究弹簧的弹性势能，某同学打开气源，用力将滑块A压紧到P点，然后释放，滑块A上的挡光片通过光电门的时间为△t，则弹簧的弹性势能的表达式为
     
    （用题中所给字母表示）；
    （3）若关闭气源，仍将滑块A由P点释放，当光电门到P点的距离为x时，测出滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t，移动光电门，测出多组数据（滑块都能通过光电门），并绘出x-
    1t2
     图象，如图丙所示，已知该图线的斜率的绝对值为k，则可算出滑块与导轨间的动摩擦因数为
     
    ．
    分析：（1）先读主尺，在读游标尺，游标尺不能估读，那个对齐就读那个．
    （2）由滑块A上的挡光片通过光电门的时间可得此时滑块的平均速度，由于滑块此阶段做匀速运动，故瞬时速度等于平均速度，由能量转化和守恒可得弹簧弹性势能．
    （3）每次都有P释放，则每次弹簧弹性势能都相同，由能量转化和守恒可得结果．
    解答：解：（1）主尺读数为：5mm；游标尺分度为0.05mm，第2个刻度对齐，故游标尺读数为：0.05×2mm=0.10mm，故宽度为：d=5+0.10=5.10mm．
    （2）滑块通过光电门已经是匀速运动了，其平均速度为：
    .
    v
    =
    d
    △t
    ，瞬时速度等于平均速度，故瞬时速度为：v=
    d
    △t
    ，此时滑块动能全部由弹簧弹性势能转化而来，故弹簧弹性势能为：EP=
    1
    2
    mv2=
    1
    2
    m(
    d
    △t
    )    2    ．
    （3）每次都有P释放，则每次弹簧弹性势能都相同，由能量转化和守恒可得：
    1
    2
    m(
    d
    t1
    )    2    +μmgx1=
    1
    2
    m(
    d
    t2
    )    2    +μmgx2      ①
    解得：
    μ=-
    d2
    2g
    (
    1
    t22
    -
    1
    t12
    x2-x1
    )                        ②
    由于k=
    x
    1
    t2
    ，故
    1
    t22
    -
    1
    t12
    x2-x1
    =-
    1
    k
    ，带入可得：
    μ=
    d2
    2gk

    故答案为：（1）5.10；（2）
    1
    2
    m(
    d
    △t
    )2    ；（3）
    d2
    2gk
    点评：本题主要难点在第3问，这里用到的方法比较不容易想到，整体难度较大，且易错．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?淮安三模）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．

    （1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1
    =
    =
    △t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
    （2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=
    8.474
    8.474
    mm．
    （3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出
    滑块质量M
    滑块质量M
    和
    两光电门间距离L
    两光电门间距离L
    （写出物理量的名称及符号）．
    （4）若上述物理量间满足关系式
    mgL=
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t2
    ）2-
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t1
    ）2
    mgL=
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t2
    ）2-
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t1
    ）2
    ，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    精英家教网（1）为测定一节干电池的电动势和内阻，用如图所示电路．
    除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：
    A．电流表（量程0.6A3A）
    B．电压表（量程3V15V）
    C．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω额定电流2A）
    D．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω额定电流1A）
    ①请你完成下面的选择：电流表量程选
     
    ，
    电压表量程选
     
    ，滑动变阻器选
     
    ．
    （填器材前面的字母代号）
    ②在图中用笔画线代替导线完成实物连线；
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    （2）某学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．
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    ①实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的
    △t1
     
    △t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
    ②用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=
     
    mm．
    ③滑块P用细线跨过气垫导轨的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出
     
    和
     
    （写出物理量的名称及符号）．
    ④若上述物理量间满足关系式
     
    ，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．

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    科目：高中物理 来源：2013届江苏省扬州市高三下学期5月考前适应性考试物理试卷（带解析） 题型：实验题

    如图甲所示，在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧，轨道上有一滑块A紧靠弹簧但不连接，已知滑块的质量为m

    （1）用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d=       mm；

    （2）为探究弹簧的弹性势能，某同学打开气源，用力将滑块A压紧到P点，然后释放，滑块A上的挡光片通过光电门的时间为，则弹簧的弹性势能的表达式为­­­­            (用题中所给字母表示)；
    （3）若关闭气源，仍将滑块A由P点释放，当光电门到P点的距离为x时，测出滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t，移动光电门，测出多组数据（滑块都能通过光电门），并绘出 图像，如图丙所示，已知该图线的斜率的绝对值为k，则可算出滑块与导轨间的动摩擦因数为            ．

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年江苏省扬州市高三下学期5月考前适应性考试物理试卷（解析版） 题型：实验题

    如图甲所示，在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧，轨道上有一滑块A紧靠弹簧但不连接，已知滑块的质量为m

    （1）用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d=       mm；

    （2）为探究弹簧的弹性势能，某同学打开气源，用力将滑块A压紧到P点，然后释放，滑块A上的挡光片通过光电门的时间为，则弹簧的弹性势能的表达式为­­­­            (用题中所给字母表示)；

    （3）若关闭气源，仍将滑块A由P点释放，当光电门到P点的距离为x时，测出滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t，移动光电门，测出多组数据（滑块都能通过光电门），并绘出 图像，如图丙所示，已知该图线的斜率的绝对值为k，则可算出滑块与导轨间的动摩擦因数为            ．

     

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