题目内容
【题目】某同学准备利用如图装置探究劲度系数较大的轻质弹簧T的弹性势能与其压缩量之间的关系.图中B为一同定在桌 面且带有刻度的平直光滑导轨，小盒C用轻绳悬挂于O点，弹簧T左端固定，用小球A沿导轨B向左挤压弹簧，释放后球A 弹出，射入一较重的小盒C中与小盒C—起向右摆动，摆动的最大角度
可以被准确测出。球A射入盒C后两者的重心重合，重心距悬点O的距离为L，重力加速度为g。试问：
（1）欲完成此探究实验，该同学在实验过程中除了要测量最大摆角和重心距悬点O的距离L外，还需要测量哪些物理量？写出这些物理量及其字母代号________________.
（2）通过上述的物理量可求出弹簧T将球A弹出时释放的弹性势能Ep。 写出其计算表达式（无需书写推导过程）：_______________.
（3）下面是本实验中的几个步骤：①按实验装置安装好器材；②用刻度尺测定C的重心到悬点O的距离L；③反复调节盒C的位置，使其运动轨迹平面与光滑轨道在同一平面内，且盒C静挂时，开口正对导轨末端，A、C两者重心同高；④用球A压缩弹簧，使其重心处于轨道的某—刻度线上，记录此时的读数；⑤释放A球，让它射入盒C中，一起与C摆动到最大高度；⑥记录最大摆角；⑦处理数据，得出结论。在上述步骤中还缺少哪些主要步骤？请你写出来._______________________________________________。
【答案】小球A的质量m、重盒C的质量M、弹簧的压缩量x 
①用天平称出小球和重盒的质量
②用球A接触弹簧但不压缩，记录其重心位置，读取导轨上相应的读数；
③改变弹簧压缩量，重复实验若干次.
【解析】
（1）[1]弹簧的弹性势能转化为球和盒子的重力势能，要测量重力势能的增加量，就要测量小球A的质量m、重盒C的质量M；要研究弹性势能和压缩量的关系，要测量弹簧的压缩量x；所以还需测量：小球A的质量m、重盒C的质量M、弹簧的压缩量x；
（2）[2]弹性势能的减小量等于小球的动能的增加量，故：
碰撞过程动量守恒，故：
继续摆动过程机械能守恒，故：
联立计算得出：
（3）[3]缺少的主要实验步骤有：
①用天平称出小球质量和重盒的质量；
②用球A接触弹簧但不压缩，记录其重心位置，读取导轨上相应的读数；
③改变弹簧压缩量，重复实验若干次。
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