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例題:
在研究自由落體運動時,某同學按圖14-1-1所示的裝置做實驗,他測得自由下落的鋼球在頻閃儀上產生的閃光時間為0.03s,鋼球做自由落體運動的加速度為___m/s2,若用頻閃儀每隔一定時間閃光一次的方法來記錄鋼球的運動情況,則閃光頻率為___Hz時,鋼球的運動情況才能是自由落體運動。
A. 9.8 5
B. 9.8 6
C. 9.8 10
D. 9.8 15
答案:
(1)由$h = \frac{1}{2}gt^{2}$得:$g = \frac{2h}{t^{2}} = \frac{2 \times 0.8}{0.03^{2}}m/s^{2} = 9.8m/s^{2}$
(2)由$h = \frac{1}{2}gt^{2}$得:$t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$,當$t = 0.03s$時,$t = \sqrt{\frac{2 \times 0.8}{9.8}}s = 0.4s$,所以頻閃頻率為$f = \frac{t}{T} = \frac{0.4}{0.03}Hz = 13Hz$,故選C。
這道題目考察了自由落體運動的基本公式和頻閃儀的使用方法。通過這道題目,您可以了解到如何使用頻閃儀記錄鋼球的運動情況,并如何根據記錄的數據計算出鋼球的加速度和運動時間。同時,這道題目也強調了對基本物理概念和公式的理解與應用。