Question

某研究性学习小组利用气垫导轨进行验证机械能守恒定律实验，实验装置如图甲所示。将气垫导轨水平放置，在气垫导轨上相隔一定距离的两点处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定有遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器便会输出高电压，并由计算机显示出来。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，放手使其自由滑动，若图乙中的Δt₁        Δt₂（选填“>”、“=”或“<”），则说明气垫导轨已经水平。

（2）用游标卡尺测遮光条宽度d ，测量结果如图丙所示，则d =               mm。

（3）用细线通过气垫导轨左端的定滑轮将滑块P与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由如图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若Δt₁、Δt₂和d已知，要验证机械能是否守恒,还应测出    

                               和                          （写出物理量的名称及符号）。

（4）若上述物理量间满足关系式                                            ，则表明在滑块和砝码的运动过程中，系统的机械能守恒。

 

Answer 1

【答案】

（1）等于    （2）0.15mm     （3） 滑块质量M ，两光电门间距离L

（4）

【解析】

试题分析：当导轨水平时，滑块通过光电门时间相等，游标卡尺读数为0+3×0.05=0.15mm,钩码重力势能的减少量等于钩码和滑块动能的增加量，因此需要测量滑块的质量M和两光电门间距离L，验证系统机械能守恒定律的表达式为。

考点：本题考查验证机械能守恒定律实验。