Question

【題目】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)輸出一定電壓，兩光電傳感器與計(jì)算機(jī)相連滑塊在細(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。

(1)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△t1______△t2 (選填“>”“=”或“<”)時(shí)，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。

(2)用螺旋測微器測遮光條寬度d測量結(jié)果如圖丙所示，則d=______mm。

(3)滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，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△t1、△t2、兩光電門間距離L、滑塊的質(zhì)量M和d已知，重力加速度為g，要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，則上述物理量間應(yīng)滿足關(guān)系式___________。

Answer 1

【答案】=

【解析】

解：(1)如果遮光條通過光電門的時(shí)間相等，說明遮光條做勻速運(yùn)動(dòng)，即說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平；

(2)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為8mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為，所以最終讀數(shù)為：；

(3)要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，就應(yīng)該去求出動(dòng)能的增加量和重力勢能的減小量，光電門測量瞬時(shí)速度是實(shí)驗(yàn)中常用的方法，由于光電門的寬度很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度，，，滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)動(dòng)能的重力勢能的減小量，如果系統(tǒng)動(dòng)能的增加量等于系統(tǒng)重力勢能的減小量，那么滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒， 即：。