Question

在暗室中用如圖1所示裝置做“測定重力加速度”的實驗實驗器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀．具體實驗步驟如下：

①在漏斗內盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以一定的頻率一滴滴的落下．
②用頻閃儀發出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調節頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴．
③用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應的刻度．
④采集數據進行處理．
（1）實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是：

 

．
（2）實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30Hz，某同學讀出其中比較圓的水滴到第一個水滴的距離如圖2，根據數據測得當地重力加速度g=

 

m/s²；第8個水滴此時的速度v₈=

 

m/s（結果都保留三位有效數字）．
（3）該實驗存在的系統誤差可能有（答出一條即可）：

 

．

Answer 1

分析：（1）當頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時，可看到一串仿佛固定不動的水滴．
（2）該實驗利用了自由落體運動的規律，根據勻變速直線運動的規律可以求出水滴C的速度，利用逐差法可以求出重力加速度的大小．
（3）由于空氣阻力對水滴的作用，水滴不是嚴格的自由落體．

解答：解：
（1）頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時，則每滴下來的一滴水，頻閃儀都在相同的位置記錄，故可看到一串仿佛固定不動的水滴．
（2）s₆₇=19.36-13.43=5.93cm，s₇₈=26.39-19.36=7.03cm，s₈₉=34.48-26.39=8.09cm，s₉₀=43.67-34.48=9.19cm，由逐差法可得：
g=

(9.19+8.09-5.93-7.03)×10-2

4×( 1 30 )2

m/s2=9.72m/s²．
第8滴水的速度為：
v8=

s78+s89

2T

=

(7.03+8.09)×10-2

2× 1 30

m/s=2.27m/s．
（3）由于空氣阻力對水滴的作用，水滴不是嚴格的自由落體；或者滴水的頻率改變了，都會產生誤差．
故答案為：
（1）頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率；
（2）9.72；2.27．
（3）存在空氣阻力或滴水的頻率改變．

點評：本題關鍵是了解實驗的原理，掌握逐差法計算加速度．