题目内容

7.频闪仪在物理教学中的运用,为一些实验带来了方便.在暗室中用图1所示装置做“测定重力加速度”的实验.实验器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下:

①在漏斗内盛满清水,旋松螺丝夹子,水滴会以一定的频率一滴滴的落下.
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴.
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.
④采集到的相关数据如图2所示.
实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时,频闪仪的闪光频率为30Hz,根据数据测得当地重力加速度g=9.72m/s2;第8个水滴此时的速度v8=2.27m/s(结果都保留三位有效数字).

分析 该实验利用了自由落体运动的规律,根据匀变速直线运动的规律可以求出水滴C的速度,利用逐差法可以求出重力加速度的大小.

解答 解:频闪仪的闪光频率f1与f2水滴滴落的频率的关系为f1=f2;所以两个水滴之间的时间间隔为:$T=\frac{1}{f}=\frac{1}{30}s$
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,有${v}_{8}=\frac{{x}_{79}}{2T}=\frac{0.3440-0.193}{2×\frac{1}{30}}=2.27$m/s
选择图中的后四段位移,根据逐差法有:
s3-s1=2a1T2
s4-s2=2a2T2
a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{2}=\frac{0.4367-0.2639-(0.2639-0.134)}{4×{(\frac{1}{30})}^{2}}$=9.72m/s2
故答案为:9.72,2.27

点评 该实验和利用打点计时器的工作原理一样,明确了实验原理,即可正确解答

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