◎ 题目

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． 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=9.8m/s2，注：表格中M为直尺质量） （1）请将表格中带“▲”的空格，数据填写完整（小数点后取2位）． △ti （10-3s） vi= d △t1 （m?s-1） △Eki= 1 2 Mvi2- 1 2 Mv12 △hi （m） Mg△hi 1 1.21 3.14 2 1.15 3.30 0.52M 0.06 0.59M 3 1.00 3.80 2.29M 0.24 2.35M 4 0.95 4.00 3.07M 0.32 3.14M 5 0.90 ______ ______ 0.41 ______ （2）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= d △ti 求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：______． （3）通过实验得出的结论是：______． （4）根据该实验请你判断下列△Ek-△h图象中正确的是______

◎ 答案

（1）根据题意可知： v= d △t = 3.8×10-3m 0.9×10-3s =4.22m/s 根据：△Eki= 1 2 Mvi2- 1 2 Mv12，将v=4.22m/s带入解得：△Ek5=3.98MJ Mg△h5=4.02M． 故答案为：4.22，3.98M，4.02M． （2）根据平均速度的定义v= △x △t 可知，当位移很小，时间很短时可以利用平均速度来代替瞬时速度，由于本题中挡光物的尺寸很小，挡光时间很短，因此直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可以利用vi= d △ti 求出． 故答案为：瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度． （3）根据表中数据可知物体动能的增加量和重力势能的减小量基本相等，因此在误差范围内，可以得出物体机械能守恒的结论． 故答案为：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（或说在误差范围内，物体的机械能守恒） （4）根据实验可知：重力势能的减少量等于动能的增加量，即有：△Ek=mg△h成立，故△Ek-△h图象为过原点的直线，故ABD错误，C正确． 故选C．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“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…”主要考查了你对  【实验：验证机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。