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

问题实验题

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0.05s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g取9.8m/s²，小球质量m=0.200kg，结果均保留三位有效数字）：

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不完全等于ΔE_k，造成这种结果的主要原因是．

答案

（1）4.08；（2）1.42J；1.46 J；（3）存在空气阻力

题目分析：（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，所以可得；（2）根据重力做功和重力势能的关系可得；t₂时刻的速度，故动能减小量；（3）因为存在空气阻力，需克服阻力做功消耗机械能，故减小的动能要大于重力势能的增加量；