题目

某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方，滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计。在气垫导轨上相隔一定距离L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变化的图线。 （1）（1分）实验前，接通电源，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。 （2）（3分）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、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m、A、B间距L已知，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。 （3）（4分）若遮光条宽度d=8.400mm，A、B间的距离L=160.00cm，△t1=8.40×10-3s，△t2=4.20×10-3s，滑块质量M=180g，钩码Q质量m=20g，则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep= ___________J，系统动能的增量△Ek= ___________J。（g=9.80m/s2，计算结果保留三位有效数字） 答案：（1）= ， （2）（3）0.314 J，0.300 J

查看本题答案和解析