Question

小刚家的一个水龙头拧不紧，水一滴一滴不停地滴落到地上．小刚发现，在耳朵听到前一滴水滴在地上的声音的同时，看到下滴水刚好开始下落(如图)．他为了测算水滴下落的平均速度和一天来浪费的水量，找来了秒表和卷尺．首先量出水龙头口离地面的高度^，再用秒表计时．

计时的方法是：当听到某一水滴滴在地上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3……”，一直数到“n”时，按下秒表停止计时，读出秒表的示数为t．

(1)写出用上述测量量表示水滴在空中运动的平均速度v的表达式．

(2)小刚测得h=1 m，当数到n=20时秒表的示数t=8．7 s，则水滴下落的平均速度v是多少?

(3)若每滴水质量是O．2 5 g，则一昼夜要浪费多少水?

(4)小刚为了进一步找出水滴下落的平均速度和下落高度h的关系，又做了以下实验：找来一块挡板，让水滴落在挡板上．改变挡板和水龙头口之间的距离h，并仔细调节水龙头的快慢，使得耳朵听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开始下落．计时方法仍和上面一样．他从实验中又获得了如下表所示的6组数据(连同上面的一组共有7组数据)．请你帮助小刚继续完成以下的工作：①把这些数据分别标示在(甲)(乙)两个坐标系中，并作出相应的图象．其中(甲)的纵坐标是水滴在空中运动的平均速度,(乙)的纵坐标是水滴在空中运动的平均速度的平方，即2，它们的横坐标都是高度h．②根据图象写出与h的函数关系．

次数	1	2	3	4	5	6
高度h(m)	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.8
平均速度v(m／s)	0.9 7	1.1 9	1.38	1.5 4	1.6 8	1.9 5

(5)考虑到声音传播的速度远小于光的传播速度这一因素，上面测出的水滴的平均速度会有一定的误差，测量值与真实值相比，是偏大还是偏小?为什么?

Answer 1

(1)

(2)平均速度v≈2．1 8m／s．    (4分)

(3)一昼夜浪费的水量w=47．172kg．  (4分)

(4)①如图答5．   (2分)

②可得出2与h成正比(或v与h的平方根成正比)    (2分)

(5)偏小．因为若不放置挡板，在看到“下一滴水刚好开始下落”的同时，前一滴水实际下落的高度比h要大些，即用听声的办法测得的高度偏小，故偏小．