Question

14．在暗室中用如圖甲所示的裝置做“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、螺絲夾子、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(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以一定的頻率一滴一滴地落下．②用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)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(yīng)的刻度．④采集數(shù)據(jù)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頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率．
（2）若實驗中觀察到水滴“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乙所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測得當?shù)刂亓�加速度g=9.72m/s²；第8個水滴此時的速度v₈=2.27m/s（結(jié)果都保留三位有效數(shù)字）．
（3）該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有（答出一條即可）：存在空氣阻力或滴水的頻率改變等．

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(guī)律，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)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�。�
（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=$\frac{（9.19+8.09-5.93-7.03）}{4×（\frac{1}{30}）^{2}}×1{0}^{-2}$m/s2=9.72m/s²．
第8滴水的速度為：
v₈=$\frac{{s}_{78}+{s}_{89}}{2T}$=$\frac{7.03+8.09}{2×\frac{1}{30}}×1{0}^{-2}$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(chǎn)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等．

點評 本題關(guān)鍵是了解實驗的原理，知道勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，本題關(guān)鍵是了解實驗的原理，掌握逐差法計算加速度．