Question

【題目】某同學利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律。頻閃儀每隔0．05 s閃光一次，右圖中所標數(shù)據(jù)為相鄰兩次頻閃小球的實際距離，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表（當?shù)刂亓�加速度�?/span>9．8 m/s2，小球質(zhì)量m＝0．2 kg，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）：

時刻	t2	t3	t4	t5
速度（m/s）	5．59	5．08	4．58

（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5＝____________m/s；

（2）從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量ΔEp＝_________J，動能減少量ΔEk＝___________J；

（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗證了機械能守恒定律．由上述計算得ΔEp______ΔEk（選填“>”、“<”或“＝”），造成這種結(jié)果的主要原因是 ．

Answer 1

【答案】（1）4．08； （2）1．42；1．46；

（3）<，空氣阻力做負功，小球機械能損失

【解析】試題分析：（1）在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以有：

（2）根據(jù)重力做功和重力勢能的關(guān)系有：

△Ep=mg（h2+h3+h4）=0．2×10×（26．68+24．16+21．66）×10-2J=1．45J

在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以有：

△Ek=m（v22-v52）=×0．2×[（5．59）2-（4．08）2]J=1．46 J．

（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗證了機械能守恒定律．由上述計算得ΔEp<ΔEk，造成這種結(jié)果的主要原因是空氣阻力做負功，小球機械能損失。