题目
大还是偏小?-|||-4.有一架照相机,其光圈(进光孔径)随被-|||-摄物体的亮度自动调节,而快门(曝光时间)是-|||-固定不变的。为估测这架照相机的曝光时间,实-|||-验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍-|||-摄石子在空中的照片如图 2.4-8 所示。由于石子-|||-的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹。已-|||-知石子从地面以上2.5m的高度下落,每块砖的-|||-平均厚度为6cm,请估算这张照片的曝光时间。-|||-3.2--|||-7.1-|||-12.5- 一-|||-19.6-|||-a

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查自由落体运动规律的应用,以及如何通过实际情境中的物理量(如砖块厚度)估算曝光时间。
解题核心思路:
- 确定关键点位置:通过照片中径迹AB对应的砖块数,计算石子下落到A、B两点的离地高度。
- 应用自由落体公式:利用位移公式 $s = \frac{1}{2} g t^2$,分别求出石子到达A、B两点的时间,时间差即为曝光时间。
- 注意单位换算:砖块厚度需转换为米,确保计算一致性。
破题关键点:
- 正确数清砖块数:根据题意,A、B对应不同砖块数,需准确计算对应高度。
- 时间差计算:通过位移差反推时间差,而非直接计算速度。
步骤1:确定A、B点的离地高度
- A点:对应8块完整砖 + 半块砖,共 $8.5 \times 6\,\text{cm} = 0.51\,\text{m}$。
- B点:对应6块完整砖 + 半块砖,共 $6.5 \times 6\,\text{cm} = 0.39\,\text{m}$。
- 石子下落高度:
- 到A点:$H - h_1 = 2.5\,\text{m} - 0.51\,\text{m} = 1.99\,\text{m}$
- 到B点:$H - h_2 = 2.5\,\text{m} - 0.39\,\text{m} = 2.11\,\text{m}$
步骤2:计算A、B点对应的时间
- A点时间:
$t_A = \sqrt{\frac{2 \times 1.99}{9.8}} \approx \sqrt{0.406} \approx 0.637\,\text{s}$ - B点时间:
$t_B = \sqrt{\frac{2 \times 2.11}{9.8}} \approx \sqrt{0.4306} \approx 0.656\,\text{s}$
步骤3:求时间差(曝光时间)
$\Delta t = t_B - t_A \approx 0.656 - 0.637 = 0.019\,\text{s} \approx 0.02\,\text{s}$