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。所用的西瓯XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms。将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3 m 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。(取g=9.8 m /s2,注:表格中的m为直尺质量)
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(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)请将表格中的数据填写完整。
(3)通过实验得出的结论是:___________________________________________________。
(4)根据该实验请你判断下列ΔEk-Δh图象中正确的是_________。
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(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度
(2)4.22
(3)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
(4)C
解析:(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度。(2)根据vi=
得:4.00=
①;v5=
②。联立得:v5=
(3)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
(4)根据动能定理得:mgΔh=ΔEk。所以图线斜率k=
=mg。应该是一条过原点的倾斜直线。选项C正确。
考查“验证机械能守恒定律”的设计性实验,实验数据处理。