Question

20．由于當年實驗條件的限制，伽利略無法直接對落體運動進行實驗研究，而今天即使在中學實驗室里，我們也可以通過實驗來驗證落體運動的規律．如圖是某次實驗中獲得的質量為m的小球在空氣中下落時的頻閃照片，頻閃間隔是$\frac{1}{30}$ s．根據此照片計算（當地重力加速度的實際值為9.8m/s²，計算結果保留三位有效數字）
（1）小球下落的加速度大小為9.77m/s²；
（2）對（1）的數據進行分析，可得到的結論是小球下落過程中受到空氣阻力的作用．

Answer 1

分析 我們可由勻變速直線運動的推論：△x=at²求解加速度；根據小球下落的加速度與重力加速度比較即可得出結論．

解答 解：（1）設：點1到點3間的位移為x₁，點3到點5間的位移為x₂，
由勻變速直線運動的推論：△x=gt²得：
x₂-x₁=gt²，（注意：t是發生x₁或x₂這個位移所用的時間，t=$\frac{1}{30}$×2=$\frac{1}{15}$s）
代入數據得：（13.60-4.90-4.90+0.54）×10^-2=a×（$\frac{1}{15}$）²
解得：g=9.77m/s²
（2）由于，而計算的結果是9.77m/s²，可知小球在下落的過程中受到空氣的阻力．
故答案為：（1）9.77；（2）小球下落過程中受到空氣阻力的作用．

點評 從紙帶上求某點的速度和求物體的加速度是處理紙帶的兩個主要問題，是做好高中物理其它應用到打點計時器實驗的基礎，一定要熟練的掌握．