Question

某研究性學習小組利用氣墊導軌進行驗證機械能守恒定律實驗，實驗裝置如圖甲所示。將氣墊導軌水平放置，在氣墊導軌上相隔一定距離的兩點處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定有遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器便會輸出高電壓，并由計算機顯示出來。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，放手使其自由滑動，若圖乙中的Δt₁        Δt₂（選填“>”、“=”或“<”），則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）用細線通過氣墊導軌左端的定滑輪將滑塊P與質量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由如圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖像如圖乙所示，若Δt₁、Δt₂和d已知，要驗證機械能是否守恒,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                                            ，則表明在滑塊和砝碼的運動過程中，系統的機械能守恒。

 

Answer 1

【答案】

（1）等于    （2）0.15mm     （3） 滑塊質量M ，兩光電門間距離L

（4）

【解析】

試題分析：當導軌水平時，滑塊通過光電門時間相等，游標卡尺讀數為0+3×0.05=0.15mm,鉤碼重力勢能的減少量等于鉤碼和滑塊動能的增加量，因此需要測量滑塊的質量M和兩光電門間距離L，驗證系統機械能守恒定律的表達式為。

考點：本題考查驗證機械能守恒定律實驗。