Question

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。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，按通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t₁___△t₂（选填“>”、“=”或“<”）时，说明气垫导轨已经水平。用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d =_______mm。

（2）将滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t₁、△t₂、m和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出______和__________（写出物理量的名称及符号）。

（3）若上述物理量间满足关系式________________________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。（重力加速度为g）

（4）在对数据进行处理时，发现关系式两边结果并不严格相等，其原因可能是_______________。（写出一种即可）

Answer

= 8.476（在8.475﹣8.477之间均算对） 滑块质量M 两光电门间的距离L mgL=（m+M）（）2﹣（m+M）（）2 受到了阻力作用

【解析】试题分析：（1）在气垫导轨水平时，滑块在水平方向上受力平衡，做匀速直线运动，所以，螺旋测微器的读数为：

（2）（3）系统的机械能守恒，则钩码减小的重力势能等于钩码与滑块的动能增加量，所以有，其中， ，带入可得，即还需要测量滑块的质量M，和两光电门之间的距离L，

（4）实验过程中存在“空气阻力、摩擦力、阻力”