题目内容
【题目】物理小组在一次验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图甲所示,气垫导轨放置在水平桌面上,一端装有光滑的定滑轮;导轨上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为f.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,先接通电源,再松手后滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点.
(1)本实验存在一个重大的失误,该失误是:_____________________________ 。
(2)图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有9个计时点未标出,计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=_____________________(用
、
、f表示)
(3)为了验证机械能守恒定律,下列物理量中还应测量的是_____________
A.导轨的长度L B.砝码的质量m1 C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3
(4)如果乙图中、
、是实验改进后测得的数据,请写出计数点3到计数点4的过程中要验证的机械能守恒守律的表达式______________________．
【答案】（1）末验证气垫导轨是否水平； （2）
； （3）CD； （4）
【解析】
（1）在本实验中应首先验证导轨是否水平，而本题中没有进行验证；
（2）由于题目中只给出了三组数据，故可采用其中任两组，本题中采用s1和s3；则有：s3-s1=2aT2；因中间有10个间距，故
；
则有：
；
（3）根据实验原理可知，本实验中砝码和托盘的重力势能减小量等于总的动能的增加量；故应测量滑块的质量m2和托盘和砝码的总质量m3；故选CD.
（4）分别求出3、4两点的速度
；
；
物体下降的高度为s2；则由机械能守恒定律可知；
