某兴趣小组的同学计划“验证机械能守恒定律”。装置如图甲所示,水平桌面上放有倾角为θ的气垫导轨,气垫导轨上安装有连接数字计时器的光电门,气垫导轨左端固定一原长为l。的弹簧,通过细线与带有遮光条的滑块相连。
设计了以下步骤进行实验:
A.测出气垫导轨的倾角为θ、弹簧劲度系数k、弹簧原长lo、滑块质量m、遮光条宽度d、重力加速度g,按照图甲所示组装好实验装置;
B.将滑块拉至气垫导轨某一位置固定,要求从此位置释放滑块,可使小车运动到光电门时细线已经弯曲。测出此时滑块到光电门的距离x以及弹簧长度l;
C.由静止释放滑块,滑块在拉力作用下运动,测出滑块上遮光条通过光电门的时间为Δt;
D.将滑块拉至不同的位置,重复B、C步骤多次,并记录每次对应实验数据。
根据所测物理量可以得到每次实验中滑块重力势能、弹性势能、动能之间的关系,从而
验证机械能守恒。