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=
(m•s-1) | △Eki=
| △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 | ______ |
d |
△ti |
(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______
(1)根据题意可知:
v=
=d △t
=4.22m/s3.8×10-3m 0.9×10-3s
根据:△Eki=
Mvi2-1 2
Mv12,将v=4.22m/s带入解得:△Ek5=3.98MJ1 2
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=
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=△x △t
求出.d △ti
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.