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    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时刻小球的速度为v5=
    3.48
    3.48
    m/s；
    （2）从t2到t5时间内，重力势能增量为△Ep=
    1.24
    1.24
    J，动能减少量为△Ek=1.28J；
    （3）在误差允许的范围内，若△Ep与△E k近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算可得△Ep
    ＞
    ＞
    △Ek（选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是
    存在空气阻力
    存在空气阻力
    ．
    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，据此可以求t5时刻的速度大小；
    （2）根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量；
    （3）由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能的减小量没有全部转化为重力势能．
    解答：解：（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；
    故答案为：1.24．
    （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．
    点评：本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，以及有关误差分析，尤其是误差分析是难点，要学会根据可能产生误差的原因进行分析．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）通常用的游标卡尺，在游标上有20个小等分刻度，它们的总长度为19mm，它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差
    1
    20
    mm．如图所示为用20分度的游标卡尺测量一金属钢笔杆某处直径时的示数，则钢笔杆此处的直径为
    1.055
    1.055
    cm．
    （2）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=
    3.48
    3.48
    m/s；
    ②从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=
    1.24
    1.24
    J，动能减少量△Ek=
    1.28
    1.28
    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△E p
    ＜
    ＜
    △E k  （选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是
    纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在
    纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．
    ①某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径d=
     
    cm．
    ②图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为△tA、△tB．用刻度尺测出光电门A、B问的距离h，已知小球的质量为m，当地的重力加速度为g，在误差范围内，若公式
     
    成立，就可以验证机械能守恒（用题目中给出的物理量符号表示）．
    （2）用下列器材组成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能描绘出小灯泡的伏安特性曲线．
    A．电压表V1（量程6V，内阻很大）
    B．电压表V2（量程3V，内阻很大）
    C．电流表A（量程3A，内阻很小）
    D．滑动变阻器尺（最大阻值10Ω，额定电流4A）
    E．小灯泡（2A，5W）
    F．电池组（电动势E，内阻r）
    G．开关一只，导线若干
    实验时，调节变阻器，多次测量，发现若电压表V1的示数变大，则电压表V2的示数变小．
    ①请将实验电路图在答题纸上图丙的虚线方框中补充完整．
    ②每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I1，U1）、（I1，U2），标到I-U坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图丁所示．则电池组的电动势E=
     
    V，内阻r=
     
    （结果保留两位有效数字）．
    ③I-U坐标中画出的两条图线在P点（2.0A，2.5V）相交，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为
     
    Ω．
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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律．请阅读下列两段材料，完成后面问题．
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    （1）第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．如图所示，图中数据为实际距离，t0时刻刚好对应抛出点，该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表，当他们要计算重力势能的改变量时，发现需要先计算当地重力加速度，请你根据实验数据，按照下列要求计算出重力加速度（忽略空气阻力的影响）．
    时刻 t1 t2 t3 t4 t5
    速度v（m/s） 4.52 4.04 3.56 3.08 2.60
    v2（m2/s2） 20.43 16.32 12.67 9.49 6.76
    ①在所给的坐标纸上作出v2-h图象；
    ②分析说明，图象斜率的绝对值表示的物理意义是：
     
    ；
    ③由图象求得的重力加速度是
     
    m/s2（结果保留三位有效数字）．
    （2）第2小组：DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁块从很光洁的曲面上滑下，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示．图象的横轴表示小铁块距d点（最低点）的高度h，纵轴表示小铁块的重力势能EP、动能Ek或机械能E．试回答下列问题：
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    ①图乙的图象中，表示小铁块的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是
     
    （按顺序填写相应图线所对应的文字）；
    ②根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：
     
    ．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    （1）通常用的游标卡尺，在游标上有20个小等分刻度，它们的总长度为19mm，它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差
    1
    20
    mm．如图所示为用20分度的游标卡尺测量一金属钢笔杆某处直径时的示数，则钢笔杆此处的直径为______cm．
    （2）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9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
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    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△E p______△E k  （选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是______．
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    科目：高中物理 来源：2010-2011学年江苏省淮安市清浦区淮阴中学高三（上）周考物理试卷（解析版） 题型：解答题

    （1）通常用的游标卡尺，在游标上有20个小等分刻度，它们的总长度为19mm，它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差mm．如图所示为用20分度的游标卡尺测量一金属钢笔杆某处直径时的示数，则钢笔杆此处的直径为______cm．
    （2）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9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
    时刻t2t3t4t5
    速度（m/s）4.994.483.98？
    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△E p______△E k  （选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是______．

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