Question

某同學利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，圖中所標數據為實際距離，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表(當地重力加速度取9.8 m/s²，小球質量m=0．2 kg，結果保留三位有效數字)：

(1)由頻閃照片上的數據計算t₅時刻小球的速度v₅=________m/s.
(2)從t₂到t₅時間內，重力勢能增量ΔE_p=________J，動能減少量ΔE_k=________J.
(3)在誤差允許的范圍內，若ΔE_p與ΔE_k近似相等，從而驗證了機械能守恒定律．由上述計算得ΔE_p________ΔE_k(選填“>”“<”“＝”)；造成這種結果的主要原因是___________________。

Answer 1

（1）4.08；（2）1.421；1.46；（3）<；存在阻力。

解析試題分析：（1）t₅時刻小球的速度v₅＝＝4.08m/s；
（2）從t₂到t₅時間內，重力勢能增量ΔE_p＝mgh=0.2kg×9.8m/s²×(26.68cm+24.16cm+21.66cm)=1.421J；
又因為t₂時刻小球的速度v₂＝＝5.586m/s；
動能減少量ΔE_k＝m(v₂²－v₅²)=×0.2×(5.586²－4.08²)J=1.46J；
（3）因為從數據可以看出ΔE_p<ΔE_k，由于是上拋運動，故造成這種現象的原因是存在阻力。
考點：驗證機械能守恒定律。