Question

7．科技馆中有一个展品（展品周围环境较暗），该展品有一个不断均匀滴水的龙头（刚滴出的水滴速度为零），在平行频闪光源的照射下，可以观察到一种奇特的现象：只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔，在适当的情况下，看到水滴好像静止在各自固定的位置不动，如图中A、B、C、D所示．该展品的最大高度为200cm，重力加速度g=10m/s²．
①要想出现图中这一现象，滴水的时间间隔应为T=0.2 s，光源闪光频率为f=5 Hz．
②水滴经过D点时的速度大小v_D=6 m/s．
③若将现在的光源闪光频率f略微调大一些，则将观察的奇特现象为水滴在逐渐上升．

Answer 1

分析 水滴做自由落体运动，只要缓慢调节水滴的时间间隔，即每隔相等时间滴一滴水，只要每隔相等时间闪光一次，就会看到水滴好像静止不动，每滴一滴水的时间间隔和闪光的间隔相等．

解答 解：（1）每隔相等时间间隔滴一滴水，以及每隔相等时间闪光一次，会看到水滴好像静止不动．
根据△y=gT²得：T=0.2s
光源闪光频率为：f=$\frac{1}{T}$=5Hz
（2）水滴下落到D点所需时间为t=3T=0.6s，V_D=gt=6m/s
（3）若将目前的光源闪光频率f略微调大一些，闪光的周期变短，则将观察到的奇特现象为水滴在逐渐上升
故答案为：（1）0.2，5； （2）6；（3）水滴在逐渐上升．

点评 解决本题的关键知道滴水的时间间隔和闪光的间隔相等，以及掌握匀变速直线运动的推论，在相邻的相等时间间隔内的位移之差是一恒量，即△x=aT²．