题目内容
（10分）某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图甲所示，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光电门传感器可测的最短时间为0.01ms。将挡光效果较好的黑色磁带（宽度为d）贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi ，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示。（取g＝9.8 m/s2，注：表格中M为直尺质量）
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次数 |
ti（10-3s） |
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hi（m） |
Mghi |
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1 |
1.56 |
2.85 |
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2 |
1.46 |
3.05 |
0.59M |
0.06 |
0.59M |
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3 |
1.37 |
3.25 |
1.22M |
0.13 |
1.23M |
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4 |
1.30 |
3.42 |
1.79M |
0.18 |
1.80 M |
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5 |
1.25 |
3.55 |
2.25M |
0.23 |
2.26M |
(m·s-1)
（1）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用
求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是： 。
（2）该同学用20等分的游标卡尺测量出黑色磁带的宽度，其示数如图乙所示，则d =_______mm。
（3）根据该实验表格数据，请在答题纸上绘出
图像，由图像可得出结论：
（1）瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度 (2分)（2） 4.45mm （2分）
（3）在误差允许范围内，直尺在下落过程中机械能守恒（2分）
【解析】
试题分析：（1）宽度为d的黑色磁带位移极短，速度变化量小，平均速度接近于瞬时速度（2）游标卡尺的读数分两部分，一部分是游标尺零刻度线左侧读出主尺上毫米的整数部分即
，另一部分是游标尺与主尺对齐的第
条刻度线乘以精确度即
，最终读数为
（3）根据实验数据绘制图如下。根据图像可见增加的动能等于减少的重力势能，所以机械能守恒。
考点：游标卡尺 光电门的使用 验证机械能守恒
某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．
求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：_________________________________________________。
求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：
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