Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)相連。滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。

（1）實(shí)驗(yàn)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Δt1 Δt2（選填“＞”、“=”或“＜”）時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。

（2）用游標(biāo)卡尺測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙所示，則d = mm。

（3）滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與鉤碼Q相連，鉤碼Q的質(zhì)量為m。將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)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(guān)系式 ，則表明在上述過程中，滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

Answer 1

【答案】（1）Δt1=Δt2 ；（2）5.0mm； （3）滑塊質(zhì)量M，兩光電門間距為L；（4）

【解析】試題分析：（1）實(shí)驗(yàn)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Δt1=Δt2時，說明滑塊已經(jīng)勻速運(yùn)動，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。（2）用游標(biāo)卡尺測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙所示，則d =5.0mm。（3）滑塊經(jīng)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(yàn)證的關(guān)系是，故還應(yīng)測出滑塊質(zhì)量M和兩光電門間距為L；（4）若上述物理量間滿足關(guān)系式，則表明在上述過程中，滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。