Question

【題目】某校課外活動小組利用豎直上拋小球的頻閃照片的方法來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表（當地重力加速度取9.8m/s2，小球質量m=0.1kg）：（結果保留小數點后兩位）

時刻	t2	t3	t4	t5
速度（m/s）	4.99	4.48	3.98

（1）由頻閃照片上的數據計算t5時刻小球的速度為v5=________m/s；

（2）從t2到t5時間內，重力勢能增量（即變化量）為△Ep=______J， 動能減少變化量為△Ek=_______J；

（3）在誤差允許的范圍內，若△Ep與△Ek近似相等，從而驗證了機械能守恒定律。 由上述計算結果可得 △Ep_____△Ek（選填“＞”、“＜”或“=”），造成這種結果的主要原因是_______________________。

Answer 1

【答案】3.48 0.62 0.64 ＜ 空氣阻力做負功

【解析】

（1）在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，據此可以求t5時刻的速度大小；
（2）根據重力做功和重力勢能之間的關系可以求出重力勢能的變化量，根據起末點的速度可以求出動能的變化量；
（3）由于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在，導致動能的減小量沒有全部轉化為重力勢能，部分轉化為內能；

（1）在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，則t5時刻小球的速度為：

同理時刻的速度為：；

t2到t5時間內，重力勢能增量（即變化量）

動能減少變化量為：；

（3）由于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在而做負功，導致動能減小量沒有全部轉化為重力勢能，部分轉化為內能，即。