Question

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，看到的水滴好象都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2m，重力加速度g=10m/s²．
（1）要想出现图中这一现象，滴水时间间隔应为T=______s，光源闪光频率为f=______Hz．
（2）若将滴水时间间隔减小为现在的一半，请将观察到的现象画在刻度尺图中（水滴用点表示即可）．
（3）若将现在的光源闪光频率f略微调大一些，则将观察到的奇特现象为______．

Answer 1

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==5Hz
（2）如右图所示；
（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）（水滴应出现在5、20、45、80、125、180cm处）；（3）水滴在逐渐上升．
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．
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．