2024年高考物理第一轮复习课件：章末提升 核心素养提升(五)

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一　新教材经典素材[素材展示]新教材人教版必修第二册第八章第97页实验案例——研究沿斜面下滑物体的机械能本案例中，我们利用气垫导轨和数字计时器记录物体沿光滑斜面下滑的运动过程。气垫导轨上有很多小孔，气泵送来的压缩空气从小孔喷出，使得滑块与导轨之间有一层薄薄的空气层，两者不会直接接触。这样，滑块运动时受到的阻力很小，实验的精确度能大大提高。
计时系统的工作要借助于光源和光敏管(统称光电门)。光源与光敏管相对，它射出的光使光敏管感光。当滑块经过时，其上的遮光条把光遮住，与光敏管相连的电子电路自动记录遮光时间，通过数码屏显示出来。根据遮光条的宽度和遮光时间，可以算出滑块经过时的速度。因为这样的计时系统可以测出0.001 s的时间，并且能直接以数字显示，所以又叫数字毫秒计。
实验装置如图所示。实验操作中，把气垫导轨调成倾斜状态，滑块沿倾斜的气垫导轨下滑时，重力势能减小，动能增大。测量滑块和挡光片的质量，用光电门测量滑块的瞬时速度。测量滑块下降的高度Δh和初、末速度v1、v2，就可以验证机械能是否守恒。
[素材链接]1．(2022·福建福州高三检测)某同学用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。实验中，让滑块都从气垫导轨某一固定位置O由静止开始下滑，已测得气垫导轨倾角为θ。
(1)下列物理量不需要测量的是________。A．滑块和挡光片的总质量MB．光电门位置P到O点之间的距离lC．挡光片通过光电门时遮光时间ΔtD．挡光片的宽度d(2)先用游标卡尺测出挡光片的宽度，示数如图乙所示，则宽度d＝________ mm。
(3)若某次实验中测出宽度d＝10.00 mm，挡光片通过光电门遮光时间Δt＝5.75 ms，则滑块通过光电门的速度v＝________ m/s(计算结果保留三位有效数字)。(4)根据直接测量的物理量，经过计算分析就可以验证滑块和挡光片整体下滑过程中机械能是否守恒。
2．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变化的图像。
(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Δt1________(选填“>”“＝”或“