气垫导轨上的轻绳连接体实验问题的多角度考查

轻绳连接体是用轻绳把两个（或多个）物体连接在一起，轻绳对连接的两物体的拉力大小相等，当两物体的运动方向与轻绳平行时，两物体的速度大小、加速度大小相同．气垫导轨的轨面与滑块之间有一层薄薄的气垫，致使滑块“漂浮”在导垫上，从而消除接触摩擦．虽然仍存在空气的黏滞阻力，但由于它极小，可以忽略不计，所以滑块的运动可以视为无摩擦运动，再加上数字计时器配套使用，时间的测量可以精确到十万分之一秒．所以高中物理教学中利用气垫导轨和轻绳连接体探究动力学的实验，不仅可以提高实验的精确性，还可以多角度考查动力学问题．

１ 考查基本仪器的使用

某中学物理实验小组在实验室利用气垫导轨探究动力学规律．实验装置示意图如图１所示．

问题１ 将气垫导轨放在足够高的水平桌面上，逐步改变倾斜的角度，直到气垫导轨水平．检验气垫导轨是否水平的方法：未挂钩码时，轻推滑块，当滑块通过光电门１ 的时间与通过光电门２ 的时间______（填“相等”“大于”或“小于”）时，说明气垫导轨已经调至水平．

解析

考查气垫导轨的调试．逐步改变倾斜的角度是粗调，判定过光电门的时间为精调．滑块的运动不受阻力，导轨水平时，滑块做匀速运动，通过光电门１的时间与通过光电门２的时间相等．如果滑块通过光电门１的时间大于通过光电门２的时间，说明滑块做加速运动，需要把左端调高或右端调低．反之，把左端调低或右端调高．

问题２ 挂上钩码，调节滑轮，使轻绳与导轨______（填“有夹角”或“平行”）．

解析

考查滑轮的调试．如图２所示，当轻绳与导轨平行时，轻绳的拉力与滑块的运动方向相同，轻绳的拉力为滑块的合外力，为后面探究动力学实验做好前提铺垫．若轻绳与导轨有夹角，轻绳的拉力的分力才是滑块的合外力，增加了实验操作的难度，降低了实验的精确度．

问题３ 利用游标卡尺测量遮光条宽度，如图３所示，宽度d＝______ mm．

解析

考查利用游标卡尺测遮光条宽度的方法和原理．２０分度的游标，精确度为０.０５mm，第５格对齐，游标读数为０.２５mm，主尺读数为０.３cm，如图４所示，统一单位，则遮光条宽度为３.２５mm．

问题４ 利用螺旋测微器测遮光条宽度，如图５所示，d＝______mm．

解析

考查利用螺旋测微器测遮光条宽度的方法和原理．如图６所示，固定尺的读数为３mm，可移动尺的精确度为０.０１mm，对齐的格数为２３.５，可移动尺的读数为０.２３５ mm，则遮光条宽度为３.２３５mm．