Question

某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。當氣墊導軌正常工作時導軌兩側(cè)噴出的氣體使滑塊懸浮在導軌上方，滑塊運動時與導軌間的阻力可忽略不計。在氣墊導軌上相隔一定距離L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(shù)據(jù)后與計算機相連。滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)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變化的圖線。

（1）（1分）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，當圖乙中的△t₁ _____△t₂（選填“＞”“=”或“＜”）時，說明氣墊導軌已經(jīng)水平。

（2）（3分）滑塊P用細線跨過氣墊導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，通過計算機得到的圖象如圖乙所示，若△t₁、△t₂、遮光條寬度d、滑塊質(zhì)量M、鉤碼質(zhì)量m、A、B間距L已知，若上述物理量間滿足關系式__________________________

_______________________________，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。

（3）（4分）若遮光條寬度d=8.400mm，A、B間的距離L=160.00cm，△t₁=8.40×10^-3s，△t₂=4.20×10^-3s，滑塊質(zhì)量M=180g，鉤碼Q質(zhì)量m=20g，則滑塊從A運動到B的過程中系統(tǒng)勢能的減少量△E_p= ___________J，系統(tǒng)動能的增量△E_k= ___________J。（g=9.80m/s²，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）= ，

（2）（3）0.314 J，0.300 J