1．(2020·百校联盟尖子生联考)某同学用如图1甲所示装置做验证机械能守恒定律的实验．所用打点计时器为电火花计时器．
甲
乙
图1
(1)实验室除了提供图甲中的器材，还备有下列器材可供选择：
A．220 V交流电源 B．天平 C．秒表
D．导线 E．墨粉纸盘
其中不必要的器材是________ (填对应的字母)，缺少的器材是________．
(2)对于实验要点，下列说法正确的是________．
A．应选用体积较小且质量较小的重锤
B．安装器材时必须保证打点计时器竖直，以便减少限位孔与纸带间的摩擦
C．重锤下落过程中，应用手提着纸带，保持纸带始终竖直
D．根据打出的纸带，用Δx＝gT2求出重力加速度再验证机械能守恒
(3)该同学选取了一条纸带，取点迹清晰的一段如图乙所示，将打出的计时点分别标号为1、2、3、4、5、6，计时点1、3,2、5和4、6之间的距离分别为x1、x2、x3.已知当地的重力加速度为g，使用的交流电频率为f，则从打计时点2到打计时点5的过程中，为了验证机械能守恒定律，需检验的表达式为_______________________________．
(4)由于阻力的作用，使测得的重锤重力势能的减小量总是大于重锤动能的增加量．若重锤的质量为m，根据(3)中纸带所测数据可求得该实验中存在的平均阻力大小F＝________(结果用m、g、f、x1、x2、x3表示)．
答案 (1)BC 刻度尺 (2)B (3)gx2＝(x－x) (4)mg－(x－x)
解析 (1) 本实验的实验目的是验证mgh＝mv2的正确性，因此可以不测量物体的质量，即可不用天平．打点计时器应接220 V的交流电源，打点计时器用来记录物体的运动时间，秒表不必要，不必要的器材为BC，还缺少的器材是处理纸带时用到的刻度尺．
(2)应选用体积较小且质量较大的重锤，以减小阻力带来的误差，选项A错误；由于纸带和打点计时器之间存在阻力，因此为了减小摩擦力所做的功，应使限位孔竖直，选项B正确；让重锤拖着纸带做自由落体运动，选项C错误；重力加速度应取当地的自由落体加速度，而不能用Δh＝gT2去求，选项D错误．
(3)打计时点2时的速度v2＝13＝，打计时点5时的速度v5＝46＝
则要验证的机械能守恒的表达式为：gx2＝(x－x)．
(4) 根据动能定理有：(mg－F)x2＝mv－mv
解得：平均阻力F＝mg－(x－x)．
