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，实验装置如左图所示。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，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，滑块上的遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如右图所示的电压U随时间t变化的图象。

（1）当采用左图的实验装置进行实验时，下列说法正确的是（______）

A.滑块P机械能守恒

B.钩码Q机械能守恒

C.滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒

（2）实验前，接通电源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当右图中的Δt1________Δt2(填“>”、“＝”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平。

（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由左图所示位置释放，通过计算机得到右图所示图像，若测得Δt1，Δt2 遮光条宽度d，AB间距为L，滑块质量M，钩码质量m，若上述物理量满足关系式_________________________________，则表明上述研究对象机械能守恒。

Answer 1

【答案】 (1)C （2）= （3）

【解析】(1)绳子拉力对P做正功，P机械能增加；绳子拉力对Q做负功，Q机械能减小；P、Q作为一个系统，只有重力做功，机械能守恒，故A错误，B错误，C正确。

故选：C。

（2）当Δt1=Δt2时，滑块经过两个光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平。

(3)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重力势能的减小量△Ep=mgL；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：