Question

【題目】某同學利用自由落體驗證機械能守恒定律后，探究是不是也可以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0.05s閃光一次，如圖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9.8m/s2，小球質量m＝0.5kg)。（結果保留3位有效數字）

時刻	t2	t3	t4	t5
速度		4.48	3.98	3.48

(1)由頻閃照片上的數據計算t2時刻小球的速度v2＝________m/s；

(2)從t2到t5時間內，重力勢能增量ΔEp＝______J；

(3)在誤差允許的范圍內，若滿足___________，即可驗證了機械能守恒定律。按照你的猜想，在不考慮測量誤差時，應該得到的結果ΔEp________Ek(選填“>”“<”或“＝”)，造成這種結果的主要原因是_____________________________________________________________。

Answer 1

【答案】4.99 3.11 重力勢能的增加量與動能減小量近似相等 < 存在空氣阻力

【解析】

根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出t2時刻小球的速度；根據下降的高度求出重力勢能的增量；抓住重力勢能的增加量和動能的減小量相等得出機械能守恒．由于阻力的存在，根據能量守恒分析動能的減小量和重力勢能的增加量的關系；

解：(1)t2時刻小球的速度

(2)從t2到t5時間內，重力勢能增量

(3)在實驗誤差允許的范圍內，若滿足重力勢能的增加量與動能減小量近似相等，則機械能守恒，由于空氣阻力的存在，動能的減小量一部分轉化為內能，則重力勢能的增加量小于動能的減小量。