用多种计时方法测量水滴自由下落时的重力加速度

数字式示波器、氦氖激光器或半导体激光器（使用时注意：激光不要直射眼睛）、秒表、压电陶瓷片、硅光电池、硬细导线、 1.5V 电池等。

平时看到的雨水下落运动并不是加速运动，而是一种匀速运动。这是因为在高空中水汽遇冷形成水滴，在重力作用下开始加速下落，下落过程中受到空气阻力，阻力大小随着下落速度的增大而增大。当阻力与水滴重力相等时，水滴不再加速而以恒定速度下落。但水滴刚开始下落时，由于速度很小，阻力也非常小，所以可看作自由下落，本实验就是要测定水滴自由下落时的重力加速度。 测量小球自由下落的重力加速度方法很多，但水滴是液体，测量难度比固体要大。要求设计实验装置结构尽量简单，而测量精度尽量高。

1. 水滴下落过程中受到哪些力的作用？
2. 通过测量什么物理量可以得到重力加速度？
3. 什么是硅光电池？它主要有哪些功能？
4. 什么是压电陶瓷片？
5. 如何用两根细导线和电池，利用水的导电性来组成计时启动装置？用该装置对水的纯度是否有一定要求？（如选用矿泉水、纯净水、自来水，还是其他含杂质水。）
6. 如何用压电陶瓷片组成停止计时装置？
7. 什么是数字式示波器？它主要有哪些功能？它的“单次触发”功能如何使用？如何用数字式示波器、启动装置、停止计时装置来计时？
8. 如何用激光器、硅光电池组成记时装置来计时？
9. 如何将秒表改成自动计时装置来计时？（见参考书籍与材料3）

1. 用两根硬细导线和电池，来组成计时启动装置。
2. 用压电陶瓷片组成停止计时装置。
3. 计时启动装置、计时停止装置分别与数字式示波器CH1（通道1）与CH2（通道2）相连接。数字式示波器置于“单次触发”档。
4. 用滴管靠近计时启动装置，并向下滴水。这时在数字式示波器CH1与CH2前后分别显示两个脉冲（需要选择合适的时间档址）。读出两个脉冲的时间间隔。（由于脉冲有一定的时间宽度，如脉冲的时间宽度与时间间隔相比不能忽略，则应从脉冲上升沿开始计时还是从脉冲下降沿开始计时？）
5. 用尺量出 计时启动装置与计时停止装置之间的距离（需作多次测量），并算出重力加速度g。（计时启动装置与计时停止装置之间的距离长短与测量精度有何关系？）
6. 设计用激光器、硅光电池等组成计时装置测量并算出重力加速度g。
7. 设计用秒表改成自动计时装置来测量并算出重力加速度g。
8. 设计比较不同水质的水的导电性能的实验装置，并进行实验。

1. 阐明本实验的目的与意义。
2. 实验过程的详细记录。
3. 本实验的设计思路、设计过程和实验结果。
4. 制作过程中遇到问题及解决的办法，特别是本人有创新和有体会的内容。
5. 仪器制作的效果与自评。
6. 本实验的收获、体会和改进意见。

1. 赵凯华，罗蔚茵. 新概念力学. 北京：高等教育出版社，1995.7.
2. 童培雄，赵在忠，刘贵兴. 重力加速度g的测定. 物理与工程，10 (1) ，2000，35.
3. 童培雄，刘贵兴. 测定一滴水自由下落时的重力加速度的方法. 物理通报，12，2000，33～34.

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