Question

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图，当有不透光的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XD007光电门传感器可测得最短时间为0．01ms。将挡光效果好，宽度为d=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，与图中所示的高度差，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示（取，注：表格中M为直尺质量）

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求出的，请你简要分析该同学这样做的理由_______________。

②请将表格中数据的填写完整。

③通过实验得出的结论是：________________________

④根据该实验请你判断下列

Answer

（1）时间很短时可以利用平均速度来代替瞬时速度（2）；（3）因此在误差范围内，可以得出物体机械能守恒的结论．（4）C

【解析】

试题分析：（1）根据平均速度的定义可知，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求出．

（2）根据题意可知：，根据：，将带入解得：．

（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．

（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：成立，故图象为过原点的直线，故C正确．

考点：“验证机械能守恒定律”

【名师点睛】本题考查了实验“验证机械能守恒定律”中的数据处理，以及利用图象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．