问题描述:
某校高一年级的两个物理探究小组的学生学习了自由落体内容后,参与了与重力加速度相关的研究活动.第一小组利用重力加速度近似取g=10m/s2设计了估测楼高活动.第二小组设计了测定当地重力加速度的方案.(1)第一小组估测楼房高度:从房顶使一个小球自由落下,用曝光时间为1/100s的照相机拍摄小球在空中的运动,得到的相片(如图所示)上有一条模糊的径迹,每块砖厚度为6cm,径迹(径迹总长18cm)的下端刚好与一个已有的记号平齐,该记号B距地面1.2m.
请你帮助第一小组继续完成楼房高度的估算.要求写出详细计算过程.
(2)第二小组同学利用水滴下落来测量重力加速度g:调节水龙头,让水一滴一滴地流出.在水龙头的正下方放一盘子,调整盘子的高度,使一个水滴碰到盘子时,恰好有另一水滴从水龙头开始下落,而空中还有两个正在下落的水滴.测出水龙头处到盘子的高度为h(m),再用秒表测量时间,从第一滴水离开龙头开始,到第N滴水落至盘中,共用时间为T(s).
假如你是第二小组成员,请你求出以下两个物理量(用已测得量的字母表示).
a、当第一滴水落到盘子时,第二滴水离盘子的高度为多少?
b、重力加速度g=?
最佳答案:
(1)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知,B点的速度vB=
x |
t |
0.18 |
0.01 |
则释放点到B点的距离h1=
vB2 |
2g |
182 |
20 |
楼房的高度H=16.2+1.2m=17.4m.
(2)a、一个水滴碰到盘子时,恰好有另一水滴从水龙头开始下落,而空中还有两个正在下落的水滴,知空中有3个间隔,
相等时间内的位移之比为1:3:5,
所以当第一滴水落到盘子时,第二滴水离盘子的高度h′=
5 |
1+3+5 |
5 |
9 |
b、从第一滴水离开水龙头开始,到第N滴水落至盘中(即N+3滴水离开水龙头),共用时间为T(s),
可知相等的时间间隔△T=
T |
N+2 |
根据h=
1 |
2 |
2h(N+2)2 |
9T2 |
答:(1)楼房高度为17.4m.
(2)当第一滴水落到盘子时,第二滴水离盘子的高度为
5 |
9 |
重力加速度为
2h(N+2)2 |
9T2 |