Question

（2013·天津宝坻高三模拟，9题）（2）（6分）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。在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上固定一宽度为d的遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出电压，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，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的_______（选填“＞”、“＝”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平。

②滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到如图乙所示图像，若、、d和m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是_______和_______。

Answer 1

①  = ；②滑块质量，两光电传感器间距离. （每空2分）

【解析】（2）①如果遮光条通过光电门的时间相等，则说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．

②要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电传感器测量瞬时速度是实验中常用的方法，由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，进而可得滑块和砝码组成的系统动能的增加量，滑块和砝码组成的系统的重力势能的减小量△E_p=mgL，所以还应测出滑块质量M，两光电传感器间的距离L．