Question

【题目】某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律.水平桌面上固定倾斜的气垫导轨，一上端装有长方形遮光片的滑块总质量为M，滑块的左端连接着平行于导轨的细绳，细绳另一端跨过定滑轮和矿泉水瓶连接.导轨下端固定一光电门，光电门与计时器(图中未画出)连接，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，光电门的中心位于导轨上的B点.开始时，使滑块在导轨上静止，此时遮光片的中心位于导轨上的A点，该同学利用刻度尺测出A、B两点间的距离为L，高度差为h，测得矿泉水瓶和里面水的总质量为m，遮光片的宽度为d，忽略滑块和导轨间的摩擦，重力加速度为g.

(1)用螺旋测微器测量挡光条的宽度d，如图乙所示，由该图可得遮光条的宽度d=__________mm.

(2)使滑块由A点静止开始沿导轨下滑，读出遮光片经过光电门时的挡光时间为t，则滑块从A到B的过程中，系统重力势值的减小量为______；实验需要验证的表达式为_____(均用题目中所给的字母表示).

(3)该同学保持滑轮高度和光电门位置不变，不断改变矿泉水瓶中水的质量，释放滑块使其由A处静止沿导轨下滑，测出每次矿泉水瓶和瓶中水的总质量m以及对应挡光时间t，为便于更直观地验证机械能守恒定律，应作出______(选填“”“”“”)关系图象，如图丙所示，则图象的斜用率k=_____.

Answer 1

【答案】6.000mm

【解析】

(1)[1]螺旋测微器的固定刻度读数为5.5mm.可动刻度读数为

0.01×50.0mm=0.500mm

所以最终读数为:6.000mm；

(2)[2]设斜面倾角为，，从A到B过程系统重力势能的减少量为:

滑块经过光电门时的速度为:

滑块动能的增加量为:

[3]由机械能守恒定律得:

(3)[4][5]由

整理得：

为便于更直观地验证机械能守恒定律，应作出图象

则图象的斜率：