师：同学们好。上一节课我们借助自由落体运动模型，一同探究了物体运动过程中的机械能守恒。今天，我们来研究另一个运动模型——物体沿斜面下滑，看看在此模型中物体机械能的变化情况。请大家思考两个问题：第一，物体沿斜面下滑时，受力情况如何？

　　生：物体沿斜面下滑，一般会受到重力、弹力和摩擦力。

　　师：非常好。所以在研究这个问题时，我们要尽量减小摩擦力。那第二个问题，如何测量物体下滑过程中的速度呢？

　　生：可以利用打点计时器，就像研究自由落体运动那样，测出物体下落过程中任意时刻的速度。还能通过频闪照相技术测量物体运动速度。

　　师：同学们的思路很对。今天老师给大家介绍一种新方法——利用光电门。物体通过光电门时，计时器能记录时间，进而换算出物体经过光电门的速度。比如经过光阑a和光阑b的速度，都可通过这种间接方式测量。那么，如何减小摩擦力呢？一方面，让斜面尽可能光滑；另一方面，借鉴磁悬浮列车的悬浮技术，我们采用气垫导轨。给导轨通气后会产生很大浮力，能有效减小摩擦阻力。下面来讲讲实验步骤：首先调节桌面水平，这样便于测量斜面角度，利于测量高度。将气垫导轨搭建为斜面后，测量图中的大H、L、S，滑块遮光条的宽度d，以及滑块质量m 。不过根据优化运动研究，质量也可不测量。第三步，释放滑块，记录滑块遮光条通过两个光电门的时间。接下来，老师带大家到实验区做这个实验。

　　师：好，同学们，下面我们按照刚才设计的方案开始实验。先介绍一下实验器材，这是气垫导轨，通过气泵充气后会产生气流，大家看，把一张纸放在导轨上，通电充气后，能看到导轨产生气流冲击。这是滑块，是我们的研究对象，滑块上有遮光条，遮光条移动时通过光电门传感器，传感器会记录时间，从而测出滑块通过光电门的速度。还有一个传感器数据采集器，信号通过光电门后，由采集器输入电脑，电脑上能显示两个光电门记录的时间。

　　师：接下来调整实验装置。首先要保证实验平台水平，老师这里有水平仪。现在来调整桌面水平……好，桌面已调整到水平状态。接着调整导轨，使其也处于水平状态。给气垫导轨充气后，把滑块放在上面，如果滑块基本保持平衡，就说明导轨已处于水平。

　　师：现在，老师将气垫导轨一端垫高构成斜面。用木块垫高，木块高度大概10厘米。老师用米尺量一下气垫导轨左右两角之间的长度，大约是73.5厘米。这样同学们就能表示出斜面的倾斜程度。

　　师：接下来，在气垫导轨上标记两个位置。老师用三角板在导轨标尺上找到两个位置，在90厘米处，让光电门信号源处于此位置；同时在左边标尺20厘米处设置左边的光电信号点。目的是让滑块沿斜面滑动时，记录滑块经过这两个位置的时间。还要注意确保遮光片能挡住光电信号。