命题角度2 实验方法的拓展
【例3】 (2019·山东泰安一模)用如图4(a)所示装置测量滑块的质量M(含遮光条),已知实验中所用钩码的质量均为m0,重力加速度未知。请完成下列填空:
图4
A.将两光电门固定在气垫导轨上。读出两光电门之间的距离L;用游标卡尺测出遮光条的宽度d,示数如图(b)所示,则d=________ cm;
B.闭合气泵开关,打开光电门,轻推滑块使滑块运动。调节导轨,直至两光电门记录的时间相等;
C.将细线的一端拴接在滑块上,另一端跨过定滑轮挂一个钩码,调节定滑轮使细线与气垫导轨的轨道平行;
D.释放滑块,记录滑块通过光电门的时间t1、t2,计算出滑块的加速度a1=________(用t1、t2、L、d表示);
E.依次添加砝码,重复上述过程几次,记录相关实验数据并计算出滑块相应的加速度;
F.以钩码的质量的倒数为横轴,加速度的倒数为纵轴,建立直角坐标系,利用以上数据画出如图(c)所示的图线,若该直线的斜率为k,纵轴截距为b,则滑块的质量M=________。
解析 A.游标卡尺测出遮光条的宽度d=0.5 cm+0.05 mm×1=0.505 cm;
D.滑块经过两个光电门的速度分别为:v1=,v2=,根据v-v=2aL解得
a=;