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0.05 s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＝26.3 cm，s2＝23.68 cm，s3＝21.16 cm，s4＝18.66 cm，s5＝16.04 cm，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表所示(当地重力加速度g＝9.80 m/s2，小球质量m＝0.10 kg)：

(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ΔEp＝______ J，动能减少量ΔEk＝______ J；(计算结果保留三位有效数字)

(4)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算所得ΔEp________ΔEk(选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是____________．

Answer 1

【答案】 s1 26.30 5.00 0.622 0.648 < 上升过程中有空气阻力做负功 (或受到空气阻力)

【解析】(1)从题中可得测量工具是毫米刻度尺，所以s1在有效数值要求上错误了，应记做26.30 cm；

(2)做匀变速直线运动过程中中间时刻速度等于该过程中的平均速度，所以有： 。

(3)根据重力做功和重力势能的关系有： ，动能的增量为： ，代入数据可得：

(4)由上可知ΔEp<ΔEk.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。