如图所示气垫是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在轨道上,滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.调整气垫轨道,使导轨处于水平;
b.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间
和
;
d.用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离
、滑块B的右端到D挡板的距离
。
(1)试验中还应测量的物理量是
;
(2)利用上述过程测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是
;
(3)利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是
.