某同学利用做自由落体运动的小球来验证机械能守恒定律．在某次实验中，该同学得到小球自由下落的部分频闪照片如图所示，图中所标数据均为小球下落的实际距离．若已知当地的重力加

Question

某同学利用做自由落体运动的小球来验证机械能守恒定律．在某次实验中，该同学得到小球自由下落的部分频闪照片如图所示，图中所标数据均为小球下落的实际距离．若已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s²，小球的质量为m=1.00kg，频闪仪每隔0.05s闪光一次．

（1）在t₂到t₅时间内，小球重力势能的减少量△E_p=___J，动能的增加量为△E_k=___J；（结果保留三位有效数字）
（2）该同学通过多次实验发现，无论在哪段时间内，小球重力势能的减少量△E_p总是大于其动能的增加量△E_k，造成这种现象的主要原因是___．

Answer 1

（1）在t₂到t₅时间内，小球下落的高度h=0.7206m，
所以小球重力势能的减少量为△E_p=mgh≈7.06J，
小球在t₂时刻的瞬时速度大小v₂=(0.2158+0.1914)/(2×0.05)m/s=4.072m/s，
在t₅时刻的瞬时速度大小v₅=(0.2646+0.289)/(2×0.05)m/s=5.536m/s，
所以小球动能的增加量△E_k=(1)/(2)m（v

2

5

-v

2

2

）≈7.03J．
（2）由于小球下落过程中要受到空气阻力的作用，所以减少的重力势能一部分转化为小球运动的动能，
另一部分转化为克服空气阻力做功而产生的内能．
故答案为：（1）7.06，7.03；　（2）空气阻力使小球的机械能减少．