Question

20．由于当年实验条件的限制，伽利略无法直接对落体运动进行实验研究，而今天即使在中学实验室里，我们也可以通过实验来验证落体运动的规律．如图是某次实验中获得的质量为m的小球在空气中下落时的频闪照片，频闪间隔是$\frac{1}{30}$ s．根据此照片计算（当地重力加速度的实际值为9.8m/s²，计算结果保留三位有效数字）
（1）小球下落的加速度大小为9.77m/s²；
（2）对（1）的数据进行分析，可得到的结论是小球下落过程中受到空气阻力的作用．

Answer 1

分析 我们可由匀变速直线运动的推论：△x=at²求解加速度；根据小球下落的加速度与重力加速度比较即可得出结论．

解答 解：（1）设：点1到点3间的位移为x₁，点3到点5间的位移为x₂，
由匀变速直线运动的推论：△x=gt²得：
x₂-x₁=gt²，（注意：t是发生x₁或x₂这个位移所用的时间，t=$\frac{1}{30}$×2=$\frac{1}{15}$s）
代入数据得：（13.60-4.90-4.90+0.54）×10^-2=a×（$\frac{1}{15}$）²
解得：g=9.77m/s²
（2）由于，而计算的结果是9.77m/s²，可知小球在下落的过程中受到空气的阻力．
故答案为：（1）9.77；（2）小球下落过程中受到空气阻力的作用．

点评 从纸带上求某点的速度和求物体的加速度是处理纸带的两个主要问题，是做好高中物理其它应用到打点计时器实验的基础，一定要熟练的掌握．