Question

【題目】氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝有兩個(gè)光電傳感器A、B，AB間距為L，滑塊P上固定一遮光條，P與遮光條的總質(zhì)量為M，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變化的圖像：

(1)實(shí)驗(yàn)前，按通氣源，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________（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________mm；

(3)將滑塊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)得到的圖像如圖乙所示。利用測定的數(shù)據(jù)，當(dāng)關(guān)系式________成立時(shí)，表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。（重力加速度為g，用題中給定的物理量符號(hào)表達(dá)）

Answer 1

【答案】= 8.475

【解析】

(1)[1]．如果遮光條通過光電門的時(shí)間相等，即t1=t2，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)[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0.01×47.5mm=0.475mm，所以最終讀數(shù)為：8mm+0.475mm=8.475mm；
(3)[3]．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，則

滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)動(dòng)能的增加量

系統(tǒng)的重力勢能的減小量

△Ep=mgL

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，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即

化簡得