Question

【题目】某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05s闪光一次，用毫米刻度尺测得相邻两个时刻小球上升的高度分别为s1=26.3cm、s2=23.68cm、s3=21.16cm、s4=18.66cm、s5=16.04cm，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表所示（当地重力加速度g=9.8m/s2 ， 小球质量m=0.10kg）．

时刻	t2	t3	t4	t5
速度（m/s）		4.48	3.98	3.47

（1）上面测量高度的五个数据中不符合有效数字读数要求的是段，应记作 cm；
（2）由频闪照片上的数据计算t2时刻小球的速度v2=m/s（计算结果保留三位有效数字）；
（3）从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=J，动能减少量△Ek=J（计算结果保留三位有效数字）；
（4）在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算所得△Ep△Ek（选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）s1,26.30
（2）5.00
（3）0.622,0.648
（4）＜,上升过程中有空气阻力做负功
【解析】解：（1）毫米刻度尺，精确的毫米，还要估读一位，故以厘米为单位时，应小数点后面保留两位，故五个数据中不符合有效数字读数要求的是s1，应记作26.30cm．（2）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，

所以有：v2= = ×0.01m/s≈5.00m/s．（3）根据重力做功和重力势能的关系有：

△Ep=mg（s2+s3+s4）=0.10×9.8×（23.68+21.16+18.66）×10﹣2 J=0.622J

在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：

△Ek= m（v22﹣v52）= ×0.1×[（5.00）2﹣（3.47）2]J=0.648 J．（4）由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能，因此△E p＜△E k．

所以答案是：（1）s1；26.30；（2）5.00；（3）0.622；0.648；（4）＜；上升过程中有空气阻力做负功．