Question

11．頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段，在暗室中照相機(jī)的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置．如圖是質(zhì)量為0.1kg的小球自由下落時(shí)的頻閃照片（照片中的數(shù)字是小球距起點(diǎn)的距離，單位：cm），頻閃儀每隔0.04s閃光一次．某同學(xué)根據(jù)這張頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度大小�?.8m/s²，則：

（1）小球由開始下落到19.57cm過程中小球重力勢能減少了0.192J．小球經(jīng)過19.57cm處的速度為1.95m/s（兩空均保留三位有效數(shù)字）．
（2）在誤差允許的范圍內(nèi)，若△E_p與△E_A近似相等，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．由上述計(jì)算的△E_p＞△E_A（選填“＞”、“＜”或“=”），造成這種結(jié)果的主要原因是下落過程中存在空氣阻力作用．

Answer 1

分析 （1）小球由開始下落到19.57cm過程中小球重力勢能減小，再根據(jù)E_P=mgh求解重力勢能減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求小球經(jīng)過19.57cm處的速度．
（2）根據(jù)動(dòng)能表達(dá)式求出△E_A，比較△E_p與△E_A得出結(jié)論．

解答 解：（1）重力勢能減小量△E_p=mgh=0.1×9.8×0.1957=0.192J．
小球經(jīng)過19.57cm處的速度為v=$\frac{x}{t}=\frac{0.2814-0.1254}{0.08}=1.95m/s$
（2）E_A=$\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×0.1×1.9{5}^{2}=0.190$J
則△E_p ＞△E_A，說明在下落過程中存在空氣阻力作用．
故答案為：（1）0.192；1.95；（2）＞；下落過程中存在空氣阻力作用

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的重要推論，某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，知道重力勢能的減小量比動(dòng)能增加量的原因，難度適中．