题目内容
【题目】由于滑块在气垫导轨上运动时所受的阻力很小，某同学采用了如图所示的装置来验证机械能守恒定律。安装、调节好实验装置，他测量出两个光电门之间的距离为L，窄遮光板的宽度为d，释放沙桶后窄遮光板依次通过两个光电门的时间为t1、t2。为了完成实验，他还需要测量的物理量是________、_______，判断机械能守恒的表达式为________。（已知重力加速度为g，表达式要用题中所给的物理量和测量的物理量表示）
【答案】滑块和挡光板的总质量M 沙桶的质量m 
【解析】
[1][2][3]由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度。滑块经过光电门1时的瞬时速度为
滑块经过光电门2时的瞬时速度为
对于沙桶和滑块组成的系统，系统的总动能增加量为
在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量
如果满足关系式
即系统重力势能减小量等于动能增加量，则可认为验证了机械能守恒定律。所以机械能守恒的表达式为
因此本实验还需要用仪器测量的物理量是：滑块和挡光板的总质量M和沙桶的总质量m。
判断机械能守恒的表达式为。
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