某物理小组利用图(1)所示的装置验证系统的机械能守恒和测量物块受到的阻力大小,用不可伸长的轻绳连接P、Q两物块跨放在光滑的轻滑轮两端,物块P、Q的质量分别为m和2m,物块P左侧带有宽度为d的遮光片,铁架台上固定光电门,用来测量物块P经过光电门时的挡光时间。光电门高度可以调节,重力加速度g,空气阻力不计。
实验过程如下:
⑴托住物块Q,使两物块均处于静止状态,用刻度尺量出遮光片到光电门的高度h;
⑵释放Q,P、Q由静止开始运动,记录遮光片经过光电门时的挡光时间t,则此时物块Q的速度大小为 ;
⑶遮光片与光电门的距离h,如果满足关系式,则验证了P、Q系统的机械能守恒。
⑷将P、Q换成体积较大的物体,质量仍然为原来的质量,考虑它们在运动中受到的阻力,且认为它们所受阻力大小均为f,某同学重复以上步骤进行多次实验,得到多组h和t并记录,描绘出 的图像如图(2)所示,计算得到图像的斜率为k, 。