问题 填空题

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
11.213.14
21.153.300.52M0.060.59M
31.003.802.29M0.242.35M
40.954.003.07M0.323.14M
50.90____________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.

判断题
单项选择题