Question

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，图中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9.8 m/s²，小球质量m=0．2 kg，结果保留三位有效数字)：

(1)由频闪照片上的数据计算t₅时刻小球的速度v₅=________m/s.
(2)从t₂到t₅时间内，重力势能增量ΔE_p=________J，动能减少量ΔE_k=________J.
(3)在误差允许的范围内，若ΔE_p与ΔE_k近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔE_p________ΔE_k(选填“>”“<”“＝”)；造成这种结果的主要原因是___________________。

Answer 1

（1）4.08；（2）1.421；1.46；（3）<；存在阻力。

解析试题分析：（1）t₅时刻小球的速度v₅＝＝4.08m/s；
（2）从t₂到t₅时间内，重力势能增量ΔE_p＝mgh=0.2kg×9.8m/s²×(26.68cm+24.16cm+21.66cm)=1.421J；
又因为t₂时刻小球的速度v₂＝＝5.586m/s；
动能减少量ΔE_k＝m(v₂²－v₅²)=×0.2×(5.586²－4.08²)J=1.46J；
（3）因为从数据可以看出ΔE_p<ΔE_k，由于是上抛运动，故造成这种现象的原因是存在阻力。
考点：验证机械能守恒定律。