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(当地重力加速度取9.8m

◎ 题目

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(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
时刻 t2 t3 t4 t5
速度(m/s) 4.99 4.48 3.98
(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△Ep=______J,动能减少量△Ek=______J;
(3)在误差允许的范围内,若△Ep与△Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△Ep______△Ek (选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是______.
魔方格

◎ 答案

(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:
v5=
h4+h5
2T
=3.48m/s

故答案为:3.48.
(2)根据重力做功和重力势能的关系有:△Ep=mg(h2+h3+h4)=1.24J
v2=
h1+h2
2T
=4.99m/s

Ek=
1
2
m
v25
-
1
2
m
v22
=1.28J

故答案为:1.24,1.28.
(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△E p<△E k
故答案为:<,存在空气阻力.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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(当地重力加速度取9.8m…”主要考查了你对  【实验:验证机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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