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    4．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：末验证气垫导轨是否水平．
    （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=$\frac{（{s}_{3}-{s}_{1}）{f}^{2}}{200}$（用S1、S3、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CD
    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S1、S2、S3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m3gs2=$\frac{1}{2}$（m2+m3）[$\frac{（{s}_{2}+{s}_{3}）{f}^{2}}{400}$-$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）{f}^{2}}{400}$]．

    分析 分析实验原理及实验做法，则可得出实验中应注意事项及应测量的物理量；根据实验原理结合机械能守恒定律可得出表达式．

    解答 解：（1）在本实验中应验证实验导轨是否水平，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T=$\frac{10}{f}$；
    则有：a=$\frac{（{s}_{3}-{s}_{1}）{f}^{2}}{200}$；
    （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
    （4）分别求出34两点的速度v3=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{20}f$；v4=$\frac{{s}_{2}+{s}_{3}}{20}f$；
    物体下降的高度为s2；则由机械能守恒定律可知；
    m3gs2=$\frac{1}{2}$（m2+m3）[$\frac{（{s}_{2}+{s}_{3}）{f}^{2}}{400}$-$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）{f}^{2}}{400}$]
    故答案为：（1）末验证气垫导轨是否水平；（2）$\frac{（{s}_{3}-{s}_{1}）{f}^{2}}{200}$；（3）CD；（4）m3gs2=$\frac{1}{2}$（m2+m3）[$\frac{（{s}_{2}+{s}_{3}）{f}^{2}}{400}$-$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）{f}^{2}}{400}$]

    点评 本题为探究性实验，要注意正确掌握实验原理，能根据题意明确实验的原理；这样才能准确求解．

    练习册系列答案
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    A．物体A对物体B的弹力方向沿斜面向上
    B．物体A受到4个力的作用
    C．物体B对斜面的等于mgcosa
    D．物体B对物体A的压力大于mgsina

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    A．待测LEDRx
    B．流毫安表A1量程0～10mA内阻约为100Ω）
    C．直流毫安表A2量程0～40mA，内阻约为40Ω）
    D．直流电压表V1量程0-3V，内阻约为5kΩ）
    E．直流电压表V2量程0～15V，内阻约为15kΩ）
    F．直流电源（输出电压4.5V内阻很小）
    G．滑动变阻器R1（阻值范围0～5kΩ，允许最大电流1A
    H．滑动变阻器R2值范围0～10kΩ，允许最大电流1A
    I．开关一个、导线若干
    ①为了尽可能精确测定LED灯正常工作时的电阻，所选电流表为A2（填“A1”或“A2”），所选电压表为V1（填“V1”或“V2”）；滑动变阻器应选R1（填“R1”或“R2”）
    ②请根据实验原理图甲，完成图乙未完成的实物连接；
    ③闭合开关S后，某次测量时电压表的示数如丙所示，该示数为2.70V．

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    A．A所受合外力增大B．墙面对A的摩擦力一定增大
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