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  • 1. (2022高一下·宣城期末) 研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。

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    1. (1) 实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平;

    2. (2) 用游标卡尺测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=mm;

    3. (3) 滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连,钩码Q的质量为m,滑块(含遮光条)的质量为M,当地的重力加速度为g。现将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若和d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出;(写出物理量的名称及符号)
    4. (4) 若上述物理量满足关系式,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

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