Question

【題目】某同學利用透明直尺和光電計時器來驗證機械能守恒定律，實驗的簡易示意圖如圖，當有不透光的物體從光電門間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。

所用的西甌XD007光電門傳感器可測得最短時間為0．01ms。將擋光效果好，寬度為d=的黑色磁帶貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門。某同學測得各段黑色磁帶通過光電門的時間，與圖中所示的高度差，并將部分數據進行了處理，結果如下表所示（取，注：表格中M為直尺質量）

①從表格中數據可知，直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用求出的，請你簡要分析該同學這樣做的理由_______________。

②請將表格中數據的填寫完整。

③通過實驗得出的結論是：________________________

④根據該實驗請你判斷下列

Answer 1

【答案】（1）時間很短時可以利用平均速度來代替瞬時速度（2）；（3）因此在誤差范圍內，可以得出物體機械能守恒的結論．（4）C

【解析】

試題分析：（1）根據平均速度的定義可知，當位移很小，時間很短時可以利用平均速度來代替瞬時速度，由于本題中擋光物的尺寸很小，擋光時間很短，因此直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度可以利用求出．

（2）根據題意可知：，根據：，將帶入解得：．

（3）根據表中數據可知物體動能的增加量和重力勢能的減小量基本相等，因此在誤差范圍內，可以得出物體機械能守恒的結論．

（4）根據實驗可知：重力勢能的減少量等于動能的增加量，即有：成立，故圖象為過原點的直線，故C正確．