1 . 如图所示，一端固定滑轮的长木板放在桌面上，将光电门固定在木板上的B点，用重物通过细线拉小车，且重物与力的传感器相连，若利用此实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量关系”的实验，已知小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放（g取）。

（1）实施该实验时，__________（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；
（2）在正确规范操作后，测出小车通过光电门的挡光时间t及遮光条的宽度d，则小车通过光电门的速度为__________。（用物理量符号表示）
（3）在正确规范操作后，实验时除了需要读出传感器的示数F，测出小车质量M，通过光电门的挡光时间t及遮光条的宽度d，还需要测量的物理量是__________（写出所需物理量并用字母表示）。由实验得到合外力对小车做的功与小车动能改变量的关系式为__________（用测得的物理量表示）。

2 . 物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”，某实验小组用图所示的实验装置。

（1）某同学根据所学的知识，结合图设计了一个本实验情景的命题：如图所示，设质量为m（已测定）的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门处发生的位移为s，通过光电门时的速度为v，试探究外力做的功mgs与小球动能变化量的定量关系。
（2）某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数据。
①用天平测定小球的质量为0.50 kg；
②用游标卡尺测出小球的直径为10.0 mm；
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.40 cm；
④电磁铁先通电，让小球_______；
⑤__________________________，小球自由下落；
⑥在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10^－3 s，由此可算得小球经过光电门时的速度为________m/s；
⑦计算得出重力做的功为________J，小球动能变化量为_______J。（取g＝10 m/s²，结果保留三位有效数字）
（3）试根据（2）中条件得出本实验的结论： ________________________________。

3 . 某同学用光电门和力传感器来研究单摆运动时小球在最低点时细线拉力与小球速度的关系。如图甲所示，用光电门测量小球经过最低点A时的挡光时间t，同时用传感器测量细线对小球的拉力大小F。

(1)用螺旋测微器测量钢球的直径d，如图乙所示，则d=_______mm；通过公式就可以测出小球通过最低点的速度；
(2)实验时，要采用控制变量法，保持小球质量m和______不变，通过改变单摆最大摆角θ，来改变小球到达最低点的速度，这样就能得到一组数据，从而完成实验研究。某实验小组同学用测量的数据，在坐标中画出如图丙所示图像，得到了第一个结论：小球在最低点受到细线拉力随速度的增大而_______增大（填“线性”或“非线性”）；为了进一步探究拉力和速度的定量关系，该小组做了以下几种图像，能直接从图像中得到定量关系的是图_______。

4 . 光电计时器是一种研究物体运动情况的常见计时器，其结构如图题甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接受装置。当有物体从a、b之间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示的装置设计一个“探究恒力做功与动能改变关系”的实验，图中AB是水平桌面，CD是一端带有定滑轮的等厚长木板。将光电门固定在靠近木板滑轮一端的F点（与之连接的光电计时器没有画出）。小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板上的E点由静止释放，由光电门连接的计时器显示窄片K的挡光时间。

（1）若已测得窄片的宽度为d，并用米尺测得E、F两点间距为L，且L >> d，与光电门连接的计时器显示的挡光时间为t，小车的质量为M，所挂的重物质量为m。则小车经过F点小车的动能表达式E_k = _______；（说明：本题的（1）（2）（3）的结果均用题中所给的字母表示）
（2）如果研究对象是小车，请写出验证本实验的表达式是______；如果研究对象是小车和重物这一整体，验证本实验的表达式应是_________________。