Question

（2013?黃岡一模）某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示．在氣墊導(dǎo)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上固定一寬度為d的遮光條，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(shù)據(jù)后與計算機相連．滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)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(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的△

t

1

=

．（填“＞”“=”或“＜”）△

t

2

時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．
（2）滑塊P用細(xì)線跨過定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到U-t圖象如圖乙所示，若△

t

1

、△

t

2

、d和m已知，要驗證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應(yīng)測出的物理量是

滑塊質(zhì)量

和

兩光電傳感器間距離

．

Answer 1

分析：氣墊導(dǎo)軌水平時，滑塊做勻速直線運動時，通過光電門的時間相等．根據(jù)實驗的原理得出所需驗證的表達(dá)式，從而確定需要測量的物理量．

解答：解：（1）氣墊導(dǎo)軌水平，則滑塊不受外力作用做勻速直線運動，通過光電門的時間相等．
（2）要利用此裝置驗證機械能守恒定律，則要計算重力勢能的變化量和動能的變化量，即mgh=

1

2

(m+M)v22-

1

2

(m+M)v12，其中v₁=

d

△t1

，v2=

d

△t2

．
所以還應(yīng)測量滑塊的質(zhì)量，兩光電傳感器間距離．
故答案為：=，滑塊質(zhì)量、兩光電傳感器間距離．

點評：解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，根據(jù)原理列出表達(dá)式．