Question

【題目】某同學用圖（a）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有220Hz、30Hz和40Hz，打出紙帶的一部分如圖（b）所示．

該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實驗數據和其他條件進行推算．
（1）若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖（b）中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為小為 ， 重物下落的加速度的大小為 ．
（2）已測得s1=8.89cm，s2=9.5．cm，s3=10.10cm；當重力加速度大小為9.80m/s2 ， 試驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%．由此推算出f為Hz．

Answer 1

【答案】
（1）；；
（2）40
【解析】解：（1）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度可得：vB= = ；vC= = ；由速度公式vC=vB+aT可得：a= ；（2）由牛頓第二定律可得：mg﹣0.01mg=ma，所以a=0.99g，結合（1）解出的加速度表達式，代入數據可得：f=40HZ． 所以答案是：（1） ； ； ；（2）40．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解機械能守恒及其條件的相關知識，掌握在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動能和重力勢能（及彈性勢能）發生相互轉化，但機械能的總量保持不變．