题目内容
【题目】某同学设计了如下的实验装置来验证机械能守恒：让质量为M（含遮光片，遮光片宽度为d）的物体（在水平面上，水平面光滑）与质量为m（m<M）的物体用轻绳跨过光滑的定滑轮相连，如图所示，整个装置在竖直面内。实验前，用手托住m且使绳处于伸直状态，并在M左前方某处装一光电门；现释放m使他们运动起来，实验测得遮光片经过光电门时的挡光时间为t、M刚经过光电门时与之连接的那部分绳子跟水平面的夹角为θ、M开始运动到经过光电门的过程中m下落的高度为h（重力加速度为g，m和M均可看成质点，运动过程中m未触地且M未离开地面）。
(1)M通过光电门时M的速度vM=__________，此时m的速度vm=__________；
(2)若系统机械能守恒，应满足的表达式为__________。
【答案】
【解析】
(1)[1][2]M通过光电门的速度
将M的速度沿绳和垂直绳分解可得
(2)[3]可反映机械能守恒的表达式为
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