Question

在一次《趣味物理》講座中，老師談到傳說中伽利略的比薩斜塔實驗時說：“在不計空氣阻力的情況下，從同一高度由靜止開始下落的任何物體，都會同時落地，下落的快慢與物體的質量無關，這種運動叫做自由落體運動。”課后，興趣小組在老師的指導下開始研究自由落體運動，他們用頻閃照相機(頻閃間隔時間t=O．1 s)．拍攝下了數張不同質量的金屬小球從同一位置自由下落的影像，其中一張如圖22甲所示。

　 小知識：頻閃照相，是讓照相機對某一個運動物體每間隔相同時間曝光一次，將物體在不同時刻所處位置記錄下來，由于曝光間隔時間固定，因此，頻閃照片除記錄下物體的位置外，還記錄了物體運動的時間。

　 (1)從起點O算起，小球到達位置3時下落的時間t_Ⅲ= 　　　　　 s，通過的路程S_Ⅲ=——m。

　 (2)請根據影像數據，在圖22乙中作出小球下落O．3 s內的s-t圖像。(提示：下落距離s要從起點O算起)

　 (3)他們比較數張照片，發現不同小球在同一時刻的確幾乎都在同一位置，則說明了物體下落快慢與質量無關。為了從理論上證明這一結論，請你計算：從O點起小球下落的距離s與對應時間平方t²的比值(至少取3個時間數據；比值的單位為m/s²)。

　 (4)通過比較這些比值，你能得出什么結論?

Answer 1

(1)0.3；0.45 。………………………………………………………(2分)

        (2)見右圖。…………………………………………………………(2分)

(3)

(4)結論：從計算結果看，小球下落的距離s與對應時間平方

t²的比值是一個恒定值，則說明任何自由下落的物體，運動的距離s都只與運

動時間t有關，可證明：小球下落的快慢與物體的質量無關。…………(2分)

(其他合理答案均可)