Question

【题目】某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出一定电压，两光电传感器与计算机相连滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1______△t2 (选填“>”“=”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平。

(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d测量结果如图丙所示，则d=______mm。

(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2、两光电门间距离L、滑块的质量M和d已知，重力加速度为g，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，则上述物理量间应满足关系式___________。

Answer 1

【答案】=

【解析】

解：(1)如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平；

(2)螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为，所以最终读数为：；

(3)要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法，由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，，，滑块和砝码组成的系统动能的增加量，滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量，如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒， 即：。