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用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種，重錘從高處由靜止開始落下，重錘從拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能定恒定律．

（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測量出重錘的質量；
D．調整錯誤后，再接通電源開關，釋放懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；
E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；
F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
指出其中沒有必要進行的步驟是；操作錯誤的步驟是．
（2）如圖（乙）所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續五個點A、B、C、D、E，測出A點距起始點O的距離為s₀，點A、C間的距離為s₁，點C、E間的距離為s₂，使用交流電的頻率為f，已知重錘的質量為m，當地的重力加速度為g，則起始點O到打下C點的過程中，重錘重力勢能的減少量為△E_P=，重錘動能的增加量為△E_K=．利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數值，則根據這些條件和數據計算重錘下落的加速度a的表達式：a=．

利用如圖所甲示的裝置“驗證機械能守恒定律”
（1）電磁打點計時器應接電源．（“低壓交流”、“低壓直流”或“220V交流”）
（2）實驗部分步驟如下：
A．沿豎豎直方向固定好打點計時器，把紙帶下端掛上重物，穿過打點計對器．
B．將紙帶下端靠近打點計時器附近靜止，先釋放紙帶，后接通電源，打點計時器在紙帶上打下一系列的點．
C．關閉電源，取下紙帶，測量．
以上A、B、C三步中，存在錯誤操作的一步是填寫步驟序號）
（3）圖乙為用正確操作打出的一條紙帶，用刻度尺測出OA、AC、CE之間的距離分別為S₁、S₂、S₃．設打點計時器的頻率為f，重物質量為m，當地重力加速度為g，則打C點時重物妁速度v=．打點O到打點C的過程中重物增加的動能△E_K=，減少的重力勢能△E_P=（用題中提供的符號表示）
（4）重物在下落過程中不可避免的受到阻力的作用，導致實驗測得的△E_K△E_P（詵填“大于”、“小于”或“等于”）

我國未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器．電磁彈射系統包括電源、強迫儲能裝置、導軌和脈沖發生器等等．其工作原理如圖1所示，利用與飛機前輪連接的通電導體在兩平行金屬導軌的強電流產生的磁場中受安培力作用下加速獲得動能．設飛機質量為m=1.8×10⁴kg，起飛速度為v=70m/s，起飛過程所受平均阻力恒為機重的k=0.2倍，在沒有電磁彈射器的情況下，飛機從靜止開始起飛距離為l=210m；在電磁彈射器與飛機發動機（牽引力不變）同時工作的情況下，起飛距離減為

l

3

．強迫儲能裝置提供瞬發能量，方案是利用電容器（電容量C極大）儲存電能：W_電=

1

2

CU2，如圖2是電容器的帶電量q與極板間電壓U的關系曲線，假設電容器釋放全部電能等于安培力做的功，取g=10m/s²，求：
（1）飛機所受牽引力F的大小？
（2）試計算電磁彈射器安培力對飛機所做的功W為多少焦？
（3）電源對電容器充電電壓U約為多少伏？

Ⅰ．像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，其結構如圖甲如示a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置．當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現利用圖乙所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩上光電計時器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t₁和t₂．
（1）用游標卡尺測量窄片K的寬度d（已知L＞＞d），光電門1，2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t₁、t₂．則窄片K通過光電門1的速度表達式v₁=．
（2）用米尺測量兩光電門間距為L，則小車的加速度表達式a=．
（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是_．
（4）實驗中，有位同學通過測量，把砂和砂桶的重力當作小車的合外力F，作出a-F圖線，如圖丙中的實線所示．試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是；曲線上部彎曲的原因．

Ⅱ．（1）電磁打點計時器是一種計時的儀器，使用時要注意調節好振針的高度，如果振針的位置過低，打出的紙帶的點跡是，還會對紙帶產生，對實驗結果有較大的影響．利用打點計時器和如圖1的其它器材可以開展多項實驗探究，其主要步驟如下：
a、按裝置安裝好器材并連好電路
b、接通電源，釋放紙帶，讓重錘由靜止開始自由下落
c、關閉電源，取出紙帶．更換紙帶，重復步驟b，打出幾條紙帶
d、選擇一條符合實驗要求的紙帶，數據如圖2（相鄰計數點的時間為T），
（2）進行數據處理

①若是探究重力做功和物體動能的變化的關系．需求出重錘運動到各計數點的瞬時速度，試表示在B點時重錘運動的瞬時速度V_B=．
②若是測量重力加速度g．為減少實驗的偶然誤差，采用逐差法處理數據，則加速度大小可以表示為g=．
③如果求出的加速度值與當地重力加速度公認的值g′有較大差距，說明實驗過程存在較大的阻力，若要測出阻力的大小，則還需測量的物理量是．試用這些物理量和紙帶上的數據符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=．