Question

【题目】某同学利用自由落体验证机械能守恒定律后，探究是不是也可以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，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。(当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m＝0.5kg)。（结果保留3位有效数字）

时刻	t2	t3	t4	t5
速度		4.48	3.98	3.48

(1)由频闪照片上的数据计算t2时刻小球的速度v2＝________m/s；

(2)从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝______J；

(3)在误差允许的范围内，若满足___________，即可验证了机械能守恒定律。按照你的猜想，在不考虑测量误差时，应该得到的结果ΔEp________Ek(选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是_____________________________________________________________。

Answer 1

【答案】4.99 3.11 重力势能的增加量与动能减小量近似相等 < 存在空气阻力

【解析】

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出t2时刻小球的速度；根据下降的高度求出重力势能的增量；抓住重力势能的增加量和动能的减小量相等得出机械能守恒．由于阻力的存在，根据能量守恒分析动能的减小量和重力势能的增加量的关系；

解：(1)t2时刻小球的速度

(2)从t2到t5时间内，重力势能增量

(3)在实验误差允许的范围内，若满足重力势能的增加量与动能减小量近似相等，则机械能守恒，由于空气阻力的存在，动能的减小量一部分转化为内能，则重力势能的增加量小于动能的减小量。