Question

某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．當(dāng)氣墊導(dǎo)軌正常工作時(shí)導(dǎo)軌兩側(cè)噴出的氣體使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上方，滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)與導(dǎo)軌間的阻力可忽略不計(jì)．在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)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(huì)輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連．滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時(shí)，通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖線．

(1)當(dāng)采用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法中正確的是(     )

A．滑塊P機(jī)械能守恒

B．鉤碼Q機(jī)械能守恒

C．滑塊P和鉤碼Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

D．以上三種說法都正確

(2)實(shí)驗(yàn)前，接通電源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt₁________Δt₂(選填“>”“＝”或“<”)時(shí)，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．

(3)滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)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(jì)算機(jī)得到的圖像如圖乙所示，若Δt₁、Δt₂、遮光條寬度d、滑塊質(zhì)量M、鉤碼質(zhì)量m已知，若上述物理量間滿足關(guān)系式______________________________________________，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

(4)若遮光條寬度d＝8.400mm, A、B間的距離L=160.00cm, Δt₁=8.40´10^-3s ,Δt₂=4.20´10^-3s, 滑塊質(zhì)量M=180g, 鉤碼Q質(zhì)量m＝20g,則滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔE_p＝________J，系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔE_k＝________J．(g=9.80m/s²,計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

Answer 1

 (1) C（2分）　　　　(2)  =（1分）

(3) mgL＝(M＋m)()²－(M＋m)()²（2分）

(4)ΔE_p＝0.314 J（2分）    ΔE_k＝0.300 J（2分）