Question

【題目】某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如左圖所示。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。滑塊在細線的牽引下向左加速運動，滑塊上的遮光條經過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如右圖所示的電壓U隨時間t變化的圖象。

（1）當采用左圖的實驗裝置進行實驗時，下列說法正確的是（______）

A.滑塊P機械能守恒

B.鉤碼Q機械能守恒

C.滑塊P和鉤碼Q組成的系統機械能守恒

（2）實驗前，接通電源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當右圖中的Δt1________Δt2(填“>”、“＝”或“<”)時，說明氣墊導軌已經水平。

（3）滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由左圖所示位置釋放，通過計算機得到右圖所示圖像，若測得Δt1，Δt2 遮光條寬度d，AB間距為L，滑塊質量M，鉤碼質量m，若上述物理量滿足關系式_________________________________，則表明上述研究對象機械能守恒。

Answer 1

【答案】 (1)C （2）= （3）

【解析】(1)繩子拉力對P做正功，P機械能增加；繩子拉力對Q做負功，Q機械能減小；P、Q作為一個系統，只有重力做功，機械能守恒，故A錯誤，B錯誤，C正確。

故選：C。

（2）當Δt1=Δt2時，滑塊經過兩個光電門的時間相等，說明遮光條做勻速運動，即說明氣墊導軌已經水平。

(3)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重力勢能的減小量△Ep=mgL；如果系統動能的增加量等于系統重力勢能的減小量，那么滑塊和砝碼組成的系統機械能守恒。

即：