Question

利用水滴下落可以测出重力加速度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个盘子．调整盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时，恰好有另一个水滴从水龙头开始下落，而空中还有一个正在下落的水滴．测出水龙头到盘子间的距离为ｈ．再用秒表测时间，从第一个水滴离开水龙头开始计时，到第n个水滴落到盘中，共用时间为t．求第一个水滴落到盘子时，第二个水滴离开水龙头的距离为多少？测得的重力加速度ｇ是多少？

Answer 1

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解析:

由于水龙头滴水的时间间隔是恒定的，因此，题中所提到的某一时刻恰好滴到盘子的和正在空中下落的这两个水滴，可以看做是同一个水滴离开水龙头作自由落体运动经两个相等的时间间隔分别运动到了空中某点处和盘子处．据此，可以利用比例关系求解．设第一个水滴落到盘子时，第二个水滴距水龙头ｈ₁，距盘子ｈ₂，则ｈ₁：ｈ₂＝1：3，ｈ₁+ｈ₂＝ｈ，故ｈ₁=．由题意可知，每相邻两滴水滴落下的时间间隔为,所以有＝，即．

【归纳】利用自由落体运动的位移公式，可以作重力加速度的简单测定．反之，若重力加速度作为已知，我们也可方便地估测水井的深度或桥面至水面的高度等，只需一只秒表就可以做这样的实验