某實(shí)驗(yàn)小組利用氣墊道軌和光電門(mén)設(shè)計(jì)了一個(gè)利用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)量物體質(zhì)量并驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案.
按如圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)設(shè)施,氣墊道軌道水平放置,在其左、右適當(dāng)位置各固定一個(gè)光電傳感器,傳感器和顯示終端計(jì)算機(jī)相連,滑塊通過(guò)一輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)沿水平方向繞過(guò)一光滑的定滑輪,細(xì)線(xiàn)另一端掛一個(gè)待測(cè)量質(zhì)的物體P,滑塊上有一個(gè)擋光條,其寬度為d,若光線(xiàn)被擋光條擋住,光電傳感器會(huì)輸出一個(gè)高電壓,高電壓的寬度表示擋光的時(shí)間△t,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.
(1)將滑塊放在氣墊道軌上,并控制使之靜止.接通電源,使氣墊道軌工作,放開(kāi)滑塊,計(jì)算機(jī)顯示屏上得到如圖乙所示的電壓-時(shí)間圖象.已知滑塊連同擋光條的總質(zhì)量為M,現(xiàn)要測(cè)量被吊著物體P的質(zhì)量,除了要知道擋光條的寬度d、兩次擋光時(shí)間△t
1和△t
2,滑塊的質(zhì)量M、還需要測(cè)量的物理量是:
兩光電傳感器之間的距離L
兩光電傳感器之間的距離L
(用文字說(shuō)明物理意義);
(2)若用m表示物體P的質(zhì)量,要驗(yàn)證系統(tǒng)M和m的機(jī)械能守恒,其驗(yàn)證表達(dá)式為:
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