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(2021高三上·临沂期中)
某实验小组根据所提供的实验器材改进了利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”实验,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一带有刻度尺的倾斜气垫导轨,导轨上A点处有一带遮光条的长方形滑块,用天平测得其总质量为m。定滑轮与拉力传感器之间的细绳是竖直的,定滑轮与滑块之间的细绳平行于气垫导轨。实验步骤如下:
①用游标卡尺测出遮光条的宽度d;
②安装好实验器材,给气垫导轨接上气源,然后读出拉力传感器的示数F,同时从气垫导轨刻度尺上读出遮光条中心与光电门之间的距离L;
③烧断拉力传感器与滑块之间的细绳,让滑块滑向光电门,并利用连接光电门的数字计时器记录遮光条通过光电门的时间t;
④多次改变滑块与光电门之间的距离,每次实验测量相应的L与t值,填入相应的表格中。
试回答下列问题(均用题中所给物理量字母表示):
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(1)
滑块通过光电门时的速度
;
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(2)
本实验中需验证关系式成立,即可验证滑块沿斜面下滑过程中机械能守恒;
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(3)
小组同学根据测得的L与t的值,用描点法作出如图乙所示的
图像,图像为过原点的一条倾斜直线,若该直线的斜率
,则可说明小球下落过程中机械能守恒。
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