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    （2011?淮安三模）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．

    （1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1
    =
    =
    △t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
    （2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=
    8.474
    8.474
    mm．
    （3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出
    滑块质量M
    滑块质量M
    和
    两光电门间距离L
    两光电门间距离L
    （写出物理量的名称及符号）．
    （4）若上述物理量间满足关系式
    mgL=
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t2
    ）2-
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t1
    ）2
    mgL=
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t2
    ）2-
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t1
    ）2
    ，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
    分析：（1）如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．
    （2）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
    （3）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，根据这两个量求解．
    （4）滑块和砝码组成的系统机械能守恒列出关系式．
    解答：解：（1）如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．
    （2）螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为0.01×47.4mm=0.474mm，所以最终读数为：8mm+0.474mm=8.474mm．
    （3）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，
    光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
    vB=
    d
    △t2
    ，vA=
    d
    △t1

    滑块和砝码组成的系统动能的增加量△Ek=
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t2
    ）2-
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t1
    ）2．
    滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量△Ep=mgL
    所以还应测出滑块质量M，两光电门间距离L．
    （4）如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
    即：mgL=
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t2
    ）2-
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t1
    ）2
    故答案为：（1）=
    （2）8.474mm．
    （3）滑块质量M，两光电门间距离L．
    （4）mgL=
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t2
    ）2-
    1
    2
    （m+M）（
    d
    △t1
    ）2
    点评：掌握螺旋测微器的读数方法．
    了解光电门测量瞬时速度的原理．
    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．
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    （1）按图甲所示的电路，将图乙所示的实物连线补画完整
    （2）测量电阻Rx的阻值
    ①将开关S1闭合、开关S2接a，接出电流表的示数I1；
    ②保持开关S1闭合，将开关S2接b，调节电阻箱R的阻值，使得电流表的示数也为I1，此时电阻箱的阻值R=4.00Ω，则Rx=
    4
    4
    Ω．
    （3）测电源的电动势E和内阻r
    将开关S1闭合，开关S2接b，调节电阻箱R的阻值，记下电流表的示数I，得到若干组R、I的数据（见下表）
    次数 1 2 3 4 5
    R/Ω 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00
    I/A 0.59 0.37 0.27 0.21 0.18
    1
    I
    /A-1    		 1.70 2.70 3.70 4.75 5.60
    请在图丙所示的坐标纸上作出
    1
    I
    -R    的图象，并根据图象求得电动势E=
    3.1
    3.1
    V，内阻r=
    2.0
    2.0
    Ω（保留两位有效数字）．

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