Question

【題目】如圖所示為用光電門測定鋼球下落時受到的阻力的實驗裝置。直徑為d、質量為m的鋼球自由下落的過程中，先后通過光電門A、B，計時裝置測出鋼球通過A、B的時間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度。測出兩光電門間的距離為h，當地的重力加速度為g。設鋼球所受的空氣阻力大小不變。

（1）鋼球下落的加速度大小a=______， 鋼球受到的空氣阻力Ff=____。

（2）本題“用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度”，但從嚴格意義上講是不準確的，實際上鋼球通過光電門的平均速度_________(選填“>”或“<")鋼球球心通過光電門的瞬時速度。

Answer 1

【答案】 mg ＜

【解析】

（1）[1]鋼球通過光電門A、B時的瞬時速度分別為

、

由

解得加速度

[2]由牛頓第二定律得

解得

（2）[3]由勻變速直線運動的規律，鋼球通過光電門的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，而球心通過光電門的中間位移的速度大于中間時刻的瞬時速度。