Question

【題目】如圖所示，在水平放置的氣墊導軌（能大幅度的減少摩擦阻力）上有一帶有方盒的滑塊，質量為M，氣墊導軌右端固定一定滑輪，細線繞過滑輪，一端與滑塊相連，另一端掛有6個鉤碼，設每個鉤碼的質量為m，且M=4m．

（1）用游標卡尺測出滑塊上的擋光片的寬度，讀數如圖所示，則寬度d=_________cm；

（2）某同學打開氣源，將滑塊由靜止釋放，滑塊上的擋光片通過光電門的時間為t，則滑塊通過光電門的速度為___________(用題中所給字母表示)；

（3）開始實驗時，細線另一端掛有6個鉤碼，由靜止釋放后細線上的拉力為F1，接著每次實驗時將1個鉤碼移放到滑塊上的方盒中，當只剩3個鉤碼時細線上的拉力為F2，則F1 _________2F2（填“大于”、“等于”或“小于”）；

（4）若每次移動鉤碼后都從同一位置釋放滑塊，設擋光片距光電門的距離為L，懸掛著的鉤碼的個數為n，測出每次擋光片通過光電門的時間為t，測出多組數據，并繪出圖像，已知圖線斜率為k，則當地重力加速度為________（用題中字母表示）．

Answer 1

【答案】 （1）0.520cm； （2）d/t； （3）小于； （4）5d2/kL

【解析】（1）游標卡尺的主尺讀數為5mm，游標讀數為0.05×4mm=0.20mm，則最終讀數為5.20mm=0.520cm．
（2）極短時間內的平均速度等于瞬時速度的大小，則滑塊通過光電門的速度 ．
（3）對整體分析， ，隔離對滑塊分析，根據牛頓第二定律得，F1=Ma1=4m×0.6g=2.4mg， ，隔離對滑塊分析，根據牛頓第二定律得，F2=7ma2=2.1mg，知F1＜2F2．
（4）滑塊通過光電門的速度，根據v2=2aL得， ，
因為 ，代入解得 ，
圖線的斜率 ，解得 ．