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，用毫米刻度尺測得相鄰兩個時刻小球上升的高度分別為s1＝26.3 cm，s2＝23.68 cm，s3＝21.16 cm，s4＝18.66 cm，s5＝16.04 cm，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表所示(當?shù)刂亓�加速�?/span>g＝9.80 m/s2，小球質量m＝0.10 kg)：

(1)上面測量高度的五個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是______段，應記作 ______ cm；

(2)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t2時刻小球的速度v2＝______ m/s；(計算結果保留三位有效數(shù)字)

(3)從t2到t5時間內，重力勢能增量ΔEp＝______ J，動能減少量ΔEk＝______ J；(計算結果保留三位有效數(shù)字)

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

Answer 1

【答案】 s1 26.30 5.00 0.622 0.648 < 上升過程中有空氣阻力做負功 (或受到空氣阻力)

【解析】(1)從題中可得測量工具是毫米刻度尺，所以s1在有效數(shù)值要求上錯誤了，應記做26.30 cm；

(2)做勻變速直線運動過程中中間時刻速度等于該過程中的平均速度，所以有： 。

(3)根據(jù)重力做功和重力勢能的關系有： ，動能的增量為： ，代入數(shù)據(jù)可得：

(4)由上可知ΔEp<ΔEk.由于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在，導致動能減小量沒有全部轉化為重力勢能。