Question

如圖所示，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(shù)據(jù)為實際距離，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表．（已知當?shù)刂亓�加速度�?．8 m/s²，小球質(zhì)量m＝0．2 kg，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

時刻	t2	t3	t4	t5
速度（m/s）	4．99	4．48	3．98

（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t₅時刻小球的速度v₅＝   m/s。
（2）從t₂到t₅時間內(nèi)，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(nèi)，若ΔE_p與ΔE_k近似相等，即可驗證機械能守恒定律。由上述計算得ΔE_p   ΔE_k（選填“>”、“<”或“＝”），造成這種結(jié)果的主要原因是   。

Answer 1

（1）  3.48  （2）  1.24      1.28 （3）<  由于存在空氣阻力

試題分析：根據(jù)時間中點的瞬時速度等于前后兩段時間內(nèi)的平均速度，有v₅＝（16.14+18.66）×10^-2/0.1=" 3.48" m/s.從t₂到t₅時間內(nèi)，重力勢能的增加量為mgh=0．2×9.8×（18.66+21.16+23.68）×10^-2=1.24J，動能減少量為mv₂²/-mv₅²/2=1.28J,由計算結(jié)果可知，ΔE_p < ΔE_k,造成實驗誤差的原因是存在空氣阻力和摩擦阻力。