Question

如图所示，在水平放置的气垫导轨（能大幅度的减少摩擦阻力）上有一带有方盒的滑块，质量为M，气垫导轨右端固定一定滑轮，细线绕过滑轮，一端与滑块相连，另一端挂有6个钩码，设每个钩码的质量为m，且M=4m．

（1）用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度，读数如图所示，则宽度d=_________cm；

（2）某同学打开气源，将滑块由静止释放，滑块上的挡光片通过光电门的时间为t，则滑块通过光电门的速度为___________(用题中所给字母表示)；

（3）开始实验时，细线另一端挂有6个钩码，由静止释放后细线上的拉力为F₁，接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中，当只剩3个钩码时细线上的拉力为F₂，则F₁ _________2F₂（填“大于”、“等于”或“小于”）；

（4）若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块，设挡光片距光电门的距离为L，悬挂着的钩码的个数为n，测出每次挡光片通过光电门的时间为t，测出多组数据，并绘出图像，已知图线斜率为k，则当地重力加速度为________（用题中字母表示）．

Answer

（1）0.520cm； （2）d/t； （3）小于； （4）5d2/kL

【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数为0.05×4mm=0.20mm，则最终读数为5.20mm=0.520cm．
（2）极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则滑块通过光电门的速度 ．
（3）对整体分析， ，隔离对滑块分析，根据牛顿第二定律得，F1=Ma1=4m×0.6g=2.4mg， ，隔离对滑块分析，根据牛顿第二定律得，F2=7ma2=2.1mg，知F1＜2F2．
（4）滑块通过光电门的速度，根据v2=2aL得， ，
因为 ，代入解得 ，
图线的斜率 ，解得 ．

点睛：解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小．对于图象问题，关键得出两个物理量的表达式，结合图线斜率进行求解。