Question

【題目】如圖甲所示，在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一寬度為d的遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數據后與計算機相連、準確調整好氣墊導軌，質量為M的滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。

(1)滑塊P用細線跨過定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到電壓一時間圖象如圖乙所示，t1、t2、d和m、M已知，要測量滑塊的加速度，還需要測量的物理量是_________，并寫出加速度的表達式：_______________。

(2)若要驗證滑塊和砝碼組成的系統機械能是否守恒，則要驗證的表達式為_________________________。(用相應物理量的符號表示)

Answer 1

【答案】(1)兩光電傳感器之間的距離L （2）

【解析】

（1）根據，由于光電門的寬度很小，所以用很短時間內的平均速度代替瞬時速度．所以，，則有，t1、t2、d為已知，故還需要測量的物理量是兩光電傳感器之間的距離L；

（2）要驗證滑塊和砝碼組成的系統機械能是否守恒，就應該去求出動能的增加量和重力勢能的減小量，

滑塊和砝碼組成的系統動能的增加量：．

滑塊和砝碼組成的系統動能的重力勢能的減小量：

如果系統動能的增加量等于滑塊重力勢能的減小量，那么滑塊和砝碼組成的系統機械能守恒．

即：