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，光电传感器会输出高电平，两光电传感器再通过一个或门电路与计算机相连。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平随时间变化的图象。

⑴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，则图乙中的Δt₁、Δt₂间满足            关系，则说明气垫导轨已经水平。

⑵用游标卡尺测遮光条宽度d ，测量结果如图丙所示，则d =            mm。

               图丙

(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                      (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)  =       (2) 0.15      

(3)  滑块质量M ，两光电门间距离L          （2分）

(4)   （2分）

【解析】

 试题分析：(1)由知若导轨水平，滑块做匀速直线运动，Δt1、Δt2间满足相等关系。

（2）由图知游标卡尺的主尺读数是0cm，游标尺读数是=0.15mm，所以遮光条宽度d=0cm+0.15mm=0.15mm。

（3）若Δt1、Δt2和d已知，可计算滑块在AB两点的速度，要验证机械能守恒定律，需知道钩码做的功，即要知道AB两点间的距离L，还要计算滑块的动能变化，需知道滑块的质量M。

（4）滑块从A到B的过程中只有重力做功，满足机械能守恒，得到,,联立得到。

考点：本题考查速度公式，游标卡尺读数，机械能守恒定律，动能定理