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10 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，重力势能增加量ΔE_p＝________J，动能减小量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“＞”“＜”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是______________________                       。

Answer 1

 (1)v₅＝ cm/s＝408 cm/s＝4.08 m/s.

(2)由题给条件知：

h₂₅＝(26.68＋24.16＋21.66) cm＝72.5 cm＝0.725 m.

ΔE_p＝mgh₂₅＝0.2×10×0.725 J＝1.45 J

ΔE_k＝mv－mv＝×0.2×(5.59²－4.08²) J＝1.46 J

(3)由(2)中知ΔE_p＜ΔE_k，因为存在空气摩擦等原因，导致重力势能的增加量小于动能的减少量．