Question

如图所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。直径为d、质量为m的钢球自由下落的过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为、。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g

（1）钢球下落的加速度大小a=____，钢球受到的空气平均阻力= ______。

（2）本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度____（选填“>”或“<”）钢球球心通过光电门的瞬时速度。

Answer

(1)，；（2）<。

【解析】

试题分析：（1）钢球在竖直方向上做匀加速运动，通过两光电门时时间很短，可近似看作匀速运动，可用平均速度代替瞬时速度，故钢球通过两光电门的瞬时速度和，根据匀变速直线运动的速度位移关系，得钢球下落的加速度大小。对钢球受力分析，根据牛顿第二定律有：，得平均阻力。

（2）钢球通过光电门的瞬时速度使用平均速度代替，而平均速度等于中间时刻的速度，钢球通过光电门的瞬时速度应为中间位移的速度，，由数学知识可知，即钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度。

考点：匀变速直线运动的规律，牛顿第二定律的应用。