题目内容

(10分)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):

时刻
t2
t3
t4
t5
速度(m/s)
5.59
5.08
4.58
 

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ΔEp=        J,动能减少量ΔEk=            J.
③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.由上述计算得ΔEp       ΔEk(选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是                  

①  4.08m/s ②  1.42J  1.46J  ③ < 纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在

解析试题分析:①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:

②根据重力做功和重力势能的关系有:


③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.故答案为:<  纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在.
考点:本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法,以及有关误差分析和匀变速直线运动的运动学公式.

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