Question

利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示，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片的滑塊，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；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光片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表示遮光片的寬度，將遮光片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。

⑴用游標卡尺測量遮光條的寬度b，結果如圖所示，由此讀出b=mm；
⑵滑塊通過B點的瞬時速度可表示為；
⑶某次實驗測得傾角，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ΔE_k=，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ΔE_k = ΔE_p則可認為系統的機械能守恒；
⑷在上次實驗中，某同學改變A、B間的距離，作出的圖象如圖所示，并測得M=m，則重力加速度g＝m/s²。

Answer 1

⑴3.85mm⑵⑶，⑷ 9.6

試題分析：⑴游標卡尺的讀數為：
⑵因為滑塊比較小，通過光電門的平均速度可看做瞬時速度，即通過B的速度為
⑶系統動能增加量可表示為
系統的重力勢能減少量可表示為
（4）根據機械能守恒可得即，代入數據可得