Question

（10分）某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連�；瑝K在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時(shí)，通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖象。

⑴實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的

Δt1? ? Δt2（選填“＞”、“=”或“＜”）時(shí)，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。

⑵用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條寬度d，測(cè)量結(jié)果如圖丙所示，則d =??? mm。

⑶滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與鉤碼Q相連，鉤碼Q的質(zhì)量為m。將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測(cè)出??? 和??? （寫出物理量的名稱及符號(hào)）。

⑷若上述物理量間滿足關(guān)系式????? ，則表明在上述過程中，滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

 

Answer 1

【答案】

（1）t1=t2 （2分）（2）5.0mm （2分）（3） 滑塊質(zhì)量M，兩光電門間距為L （各2分）

（4） mgL=? ? （2分）

【解析】

試題分析：滑塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，遮光條遮光時(shí)間相等，表面氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)水平。游標(biāo)卡尺讀數(shù)為5.00mm。驗(yàn)證滑塊和砝碼組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律，許需測(cè)量滑塊質(zhì)量M，兩光電門間距為L�；瑝K通過兩光電門時(shí)的速度分別為和 ，系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量等于動(dòng)能增加量，則表面機(jī)械能守恒，有關(guān)系式mgL=。

考點(diǎn)：本題考查光電門測(cè)量速度與驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)。