2. (全国乙卷)某同学用图233(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出纸带的一部分如图(b)所示。
图233
该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为________,打出C点时重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度大小为________。
(2)已测得s1=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;当地重力加速度大小为9.80 m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为________ Hz。
[解析] (1)重物匀加速下落时,根据匀变速直线运动的规律得vB==f(s1+s2)
vC==f(s2+s3)
由s3-s1=2aT2得
a=。
(2)根据牛顿第二定律,有mg-kmg=ma
根据以上各式,化简得f=
代入数据可得f≈40 Hz。
[答案] (1)f(s1+s2) f(s2+s3) f2(s3-s1)
(2)40
3.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图234所示。