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：鐵架臺、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盤、帶熒光刻度的毫米刻度尺、頻閃儀．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觀察到空間中有一串仿佛固定不動的水滴．
③用豎直放置的毫米刻度尺測得各個水滴所對應的刻度．
④處理實驗數據．
（1）實驗中第一次觀察到空間中有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率f₁與f₂水滴滴落的頻率的關系為：

f₁=f₂

．
（2）實驗中第一次觀察到水滴“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0的距離如圖2所示．根據數據測得當地重力加速度應為g=

9.78

m/s²，水滴C此時的速度v_C

2.27

 m/s（結果都保留三位有效數字）．

Answer 1

分析：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．

解答：解：（1）頻閃儀的閃光頻率f₁與f₂水滴滴落的頻率的關系為f₁=f₂；
（2）根據勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，有：
兩雨滴之間的時間為：T=

1

f

=

1

30

s
v_C=

BD

2T

=2.27m/s
選擇圖中的后四段位移，根據逐差法有：
s₃-s₁=2a₁T²
s₄-s₂=2a₂T²
a=

a1+a2

2

=

S4+S3-S2-S1

4T2

=9.78m/s²
故答案為：f₁=f₂；2.27m/s；9.78m/s²

點評：該實驗和利用打點計時器的工作原理一樣，明確了實驗原理，即可正確解答