用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)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(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能定恒定律．

（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量；
D．調(diào)整錯(cuò)誤后，再接通電源開關(guān)，釋放懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；
E．測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
指出其中沒有必要進(jìn)行的步驟是；操作錯(cuò)誤的步驟是．
（2）如圖（乙）所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為s₀，點(diǎn)A、C間的距離為s₁，點(diǎn)C、E間的距離為s₂，使用交流電的頻率為f，已知重錘的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，則起始點(diǎn)O到打下C點(diǎn)的過程中，重錘重力勢(shì)能的減少量為△E_P=，重錘動(dòng)能的增加量為△E_K=．利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值，則根據(jù)這些條件和數(shù)據(jù)計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式：a=．

利用如圖所甲示的裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”
（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接電源．（“低壓交流”、“低壓直流”或“220V交流”）
（2）實(shí)驗(yàn)部分步驟如下：
A．沿豎豎直方向固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，把紙帶下端掛上重物，穿過打點(diǎn)計(jì)對(duì)器．
B．將紙帶下端靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近靜止，先釋放紙帶，后接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)．
C．關(guān)閉電源，取下紙帶，測(cè)量．
以上A、B、C三步中，存在錯(cuò)誤操作的一步是填寫步驟序號(hào)）
（3）圖乙為用正確操作打出的一條紙帶，用刻度尺測(cè)出OA、AC、CE之間的距離分別為S₁、S₂、S₃．設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為f，重物質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，則打C點(diǎn)時(shí)重物妁速度v=．打點(diǎn)O到打點(diǎn)C的過程中重物增加的動(dòng)能△E_K=，減少的重力勢(shì)能△E_P=（用題中提供的符號(hào)表示）
（4）重物在下落過程中不可避免的受到阻力的作用，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)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(tǒng)包括電源、強(qiáng)迫儲(chǔ)能裝置、導(dǎo)軌和脈沖發(fā)生器等等．其工作原理如圖1所示，利用與飛機(jī)前輪連接的通電導(dǎo)體在兩平行金屬導(dǎo)軌的強(qiáng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受安培力作用下加速獲得動(dòng)能．設(shè)飛機(jī)質(zhì)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(jī)重的k=0.2倍，在沒有電磁彈射器的情況下，飛機(jī)從靜止開始起飛距離為l=210m；在電磁彈射器與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)（牽引力不變）同時(shí)工作的情況下，起飛距離減為

l

3

．強(qiáng)迫儲(chǔ)能裝置提供瞬發(fā)能量，方案是利用電容器（電容量C極大）儲(chǔ)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(guān)系曲線，假設(shè)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(jī)所受牽引力F的大小？
（2）試計(jì)算電磁彈射器安培力對(duì)飛機(jī)所做的功W為多少焦？
（3）電源對(duì)電容器充電電壓U約為多少伏？

Ⅰ．像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲如示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，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(gè)光電門（與之連接的兩上光電計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t₁和t₂．
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度d（已知L＞＞d），光電門1，2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t₁、t₂．則窄片K通過光電門1的速度表達(dá)式v₁=．
（2）用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T間距為L，則小車的加速度表達(dá)式a=．
（3）該實(shí)驗(yàn)中，為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)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(shí)驗(yàn)中，有位同學(xué)通過測(cè)量，把砂和砂桶的重力當(dāng)作小車的合外力F，作出a-F圖線，如圖丙中的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是；曲線上部彎曲的原因．

Ⅱ．（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)的儀器，使用時(shí)要注意調(diào)節(jié)好振針的高度，如果振針的位置過低，打出的紙帶的點(diǎn)跡是，還會(huì)對(duì)紙帶產(chǎn)生，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大的影響．利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和如圖1的其它器材可以開展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(guān)閉電源，取出紙帶．更換紙帶，重復(fù)步驟b，打出幾條紙帶
d、選擇一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，數(shù)據(jù)如圖2（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為T），
（2）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

①若是探究重力做功和物體動(dòng)能的變化的關(guān)系．需求出重錘運(yùn)動(dòng)到各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，試表示在B點(diǎn)時(shí)重錘運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度V_B=．
②若是測(cè)量重力加速度g．為減少實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，采用逐差法處理數(shù)據(jù)，則加速度大小可以表示為g=．
③如果求出的加速度值與當(dāng)?shù)刂亓�加速度公認(rèn)的值g′有較大差距，說明實(shí)驗(yàn)過程存在較大的阻力，若要測(cè)出阻力的大小，則還需測(cè)量的物理量是．試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)符號(hào)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=．