Question

【題目】某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數據后與計算機相連。滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。

（1）實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的Δt1____Δt2（選填“>”、“=”或“<”）時，說明氣墊導軌已經水平。

（2）用游標卡尺測遮光條寬度d，測量結果如圖丙所示，則d=____mm。

（3）滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與鉤碼Q相連，鉤碼Q的質量為m。將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖象如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要驗證滑塊和砝碼組成的系統機械能是否守恒，還應測出____和____（寫出物理量的名稱及符號）。

（4）若上述物理量間滿足關系式___________________，則表明在上述過程中，滑塊和砝碼組成的系統機械能守恒。

Answer 1

【答案】= 5.00 滑塊質量M 兩光電門間距為L mgL=

【解析】

（1）實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的Δt1=Δt2時，說明滑塊已經勻速運動，說明氣墊導軌已經水平。

（2）用游標卡尺測遮光條寬度d，測量結果如圖丙所示，則d =5.00mm。

（3）滑塊經過兩個光電門的速度分別為：和，重物重力勢能的減小量為mgL，故要驗證的關系是 ，故還應測出滑塊質量M和兩光電門間距為L；

（4）若上述物理量間滿足關系式，則表明在上述過程中，滑塊和砝碼組成的系統機械能守恒。