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    【题目】如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置．

    主要实验步骤如下：

    A. 将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平．

    B. 测出挡光条的宽度 d．

    C. 将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l．

    D. 释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t．

    E. 用天平称出托盘和砝码的总质量m．

    F. ……

    回答下列问题：

    （1）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了______．

    （2）挡光条通过光电门的速率为_____．

    （3）为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是_______________．（写出物理量的名称及符号）

    （4）若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系是__________．

    【答案】mgl 滑块和挡光条的总质量M

    【解析】

    (1)[1]滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l，则托盘和砝码向下运动的距离为l，由于滑块的重力势能不变，所以系统的重力势能减少了mgl；

    (2)[2]由于挡光条的宽度很小，所以挡光条通过光电门的速率为

    (3)[3]由机械能守恒定律可知，系统减小的重力势能转化为滑块和挡光条的动能和托盘和砝码的动能，所以为了验证机械能守恒，应测量滑块和挡光条的总质量M；

    (4)[4] 若要符合机械能守恒定律的结论，所以

    即

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