(8分)有位同学设计了一个实验,用来验证在外力作用下物体做加速运动时,动能的改变量等于合外力所做的功。如图,他使用的实验仪器有.电磁打点计时器、学生电源、长方形木块、纸带、天平(图中未画出)、带定滑轮的木板(长约1米)、细线、砝码盘、砝码等。
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该同学操作如下。
(1)用天平测出木块的质量m。把器材按图安装好。纸带固定在木块中间的方孔内。
(2)把木块放在打点计时器附近,用手按住,往砝码盘中加砝码,再放开木块,让它做加速运动。然后接通打点计时器电源,让它工作。当木块到达定滑轮处时,断开电源
(3)取下纸带,并在纸带上做了如下图的标记,然后进行数据处理。
请回答下列问题。
(1)该同学操作过程中有一处明显的不当之处,请更正: 。
(2)利用测得的木块质量m、交流电源的周期T、纸带上标示的位移
.
请你写出木块在加速阶段所受合外力的表达式: ;
请写出验证动能定理的方法:
。
(3)在上述试验中,如果对该同学选择的仪器和做法做一些更改,则可以直接将砝码及砝码盘的重力,作为研究对象所受到的合外力。为达到这个目的,你认为应该怎样做
。
(7分)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.
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(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?
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(2)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d= cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为 m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、 和
(文字说明并用相应的字母表示).
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(3)本实验通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.