某实验中学的物理兴趣实验小组利用如图甲所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律。 ...

某实验中学的物理兴趣实验小组利用如图甲所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律。

将一气垫导轨倾斜地固定在水平桌面上，导轨的倾角为θ，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在靠近滑轮的B处固定一光电门，将质量为m的小球通过一质量不计的细线与一带有遮光板的总质量为M的滑块相连接。现将带有遮光板的滑块由气垫导轨的A处由静止释放，通过计算机测出遮光板的挡光时间为t，用游标卡尺测出遮光板的宽度为b，用刻度尺测出A、B之间的距离为d。假设滑块在B处的瞬时速度等于挡光时间t内的平均速度。

由以上的叙述回答下列问题：

(1)若游标卡尺的读数如图乙所示，则遮光板的宽度为________ mm；

(2)滑块到达光电门B处的瞬时速度vB为＝________；(用字母表示)

(3)如果该小组的同学测得气垫导轨的倾角θ＝30°，在滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量ΔEk为 ________，系统重力势能减少量ΔEp为________，若在误差允许的范围内ΔEk＝ΔEp，则滑块与小球组成的系统机械能守恒。重力加速度用g表示。(以上结果均用字母表示)

(4)在验证了机械能守恒定律后，该小组的同学多次改变A、B间的距离d，并作出了v2－d图象，如图丙所示，如果M＝m，则g＝________ m/s2。

3.85 ) 9.6 【解析】遮光板的宽度为3mm+0.05mm×17=3.85 mm；（2）由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．滑块通过光电门B速度为：；（3）滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为：；系统的重力势能减少量可表示为：△Ep=mgd-Mgdsin30°=（m-）gd；比较△Ep和△Ek，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的．（3）根据系统机械能守恒有：；则对应v2-d图象，则图线的斜率：；由图象可知，；则有：代入数据得：g=9.6m/s2．点睛：本题应了解光电门测量瞬时速度的原理．同时在实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，掌握系统机械能守恒处理方法，注意图象的斜率的含义．

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考点分析：

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在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路．

(1)根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．

(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到______(选填“a”或“b”)端．

(3)合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数．在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB.