题目内容
【题目】为了验证机械能守恒定律，某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置，如图所示．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，所用的光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms.将具有很好挡光效果的宽度为d＝3.8×10－3 m的黑色磁带水平贴在透明直尺上．实验时，将直尺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Δti与图中所示的高度差Δhi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示(表格中M为直尺质量，g取9.8 m/s2)．
Δti(×10－3s) | vi＝ | ΔEki＝ | Δhi(m) | MgΔhi | |
1 | 1.21 | 3.13 | |||
2 | 1.15 | 3.31 | 0.58M | 0.06 | 0.58M |
3 | 1.00 | 3.78 | 2.24M | 0.23 | 2.25M |
4 | 0.95 | 4.00 | 3.10M | 0.32 | 3.14M |
5 | 0.90 | 4.22 | 4.01M | 0.41 | ______ |
(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vi＝
求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是____．
(2)请将表格中数据填写完整______．(小数点后保留两位数字)
(3)通过实验得出的结论是：____．
(4)从该实验可得ΔEk－Δh的图象是___．
【答案】瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度 4.02M 在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量 C
【解析】
第一空.瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度，故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用
求出．
第二空.从第5点到第1点间重力势能的减小量为：△Ep=Mg△h5=M×9.8×0.41≈4.02M；
第三空.从表中数据可知，在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量．
第四空.根据动能定理可知：mg△h=△Eh，故△Eh-△h的图象是直线，故C正确．
