(2014•福建模拟)为了验证机械能守恒定律,某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置,如图1所

(2014•福建模拟)为了验证机械能守恒定律,某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置,如图1所示.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,所用的光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.将具有很好挡光效果的宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上.实验时,将直尺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,结果如表所示(表格中M为直尺质量,取g=9.8m/s2).
△ti
(10-3s)
vi=[d
ti
jeose 1年前 已收到1个回答 举报

yjkyhyh 幼苗

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解题思路:用极短时间内的平均速度表示瞬时速度;动能增加量是第5点与第1点间的动能之差;重力势能减小量根据△Ep=mg△h求解.根据动能定理可知:mg△h=△Eh,故△Eh一△h的图象是直线.

①瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度,故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用vi=
d
△ti求出.
②第5点速度为:v5=
d
△t5=
3.8×10−3m
0.90×10−3s≈4.22m/s
从第5点到第1点间动能的增加量为:△Ek=
1
2Mv52−
1
2Mv12=
1
2×M×(4.222−3.132)≈4.00M;
从第5点到第1点间重力势能的减小量为:△Ep=Mg△h5=M×9.8×0.41≈4.01M;
③从表中数据可知,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根据动能定理可知:mg△h=△Eh,故△Eh一△h的图象是直线,故C正确.
故答案为:①瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度;②4.22;4.00M;4.01M;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;④C.

点评:
本题考点: 验证机械能守恒定律.

考点点评: 本题考查了实验“验证机械能守恒定律”中的数据处理,以及利用表格来处理实验数据的能力,注意物理基本规律在实验中的应用.

1年前

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