Question

【题目】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上固定一宽度为d的遮光条，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、准确调整好气垫导轨，质量为M的滑块在細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)滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到电压一时间图象如图乙所示，t1、t2、d和m、M已知，要测量滑块的加速度，还需要测量的物理量是_________，并写出加速度的表达式：_______________。

(2)若要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，则要验证的表达式为_________________________。(用相应物理量的符号表示)

Answer 1

【答案】(1)两光电传感器之间的距离L （2）

【解析】

（1）根据，由于光电门的宽度很小，所以用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．所以，，则有，t1、t2、d为已知，故还需要测量的物理量是两光电传感器之间的距离L；

（2）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，

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滑块重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒．

即：