落体实验

　　在高楼上释放两个轻重不同的球或其他物体，有人说只有在体积形状相同时才会同时落地；有人说只有在重力相同时才会同时落地；有人说只有当物体都很重时才会同时落地；也有人说只有当体积都很小时才会同时落地。请你用皮球、木球、铁球、乒乓球、粉笔头等试试，谈谈你的看法，然后再做下列实验。

　　（1）找两张完全一样的小方纸片，其中一张对折三次，另一张未折，从同一地方、同样高度，同时让它们自由落下，看看谁先落地。

　　（2）取一小张纸和与纸一样大小的金属片（如白铁皮），在同一地方、同样高度，同时水平地自由下落，它们受的空气阻力一样大，是不是同时落地呢？

　　（3）把纸片放在金属片上，还是让它们水平下落，再看看谁先落地。

　　（4）把纸片揉成团，重复一次，看看哪个先落地。

　　请同学们思考：为什么（1）中对折几次的纸片先落地？（2）中铁片先落地？（3）中两者却同时落地，而且是纸片紧贴在金属片上（好像有胶水粘住一般）一起下落？这是因为，在有空气的空间里，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看作是自由落体运动。不同物体的自由落体运动，它们的运动情况是相同的。

　　（二）自由落体运动的路程与时间的关系

　　自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，从运动开始计时，在连续相等的时间间隔内落体下落的高度之比应该为1：3：5：……。反之，如果让落体连续落下1：3：< /SPAN>5：……的距离，那么所经历的时间间隔也都应当相等。因此，我们可以做一个物体下落等时性的实验来粗略地验证自由落体是初速度为零的匀加速直线运动。

　　请准备好5只铁螺丝，一根3－4米长的细绳，一块薄铁板（或者铁桶），砖3块备用。

　　将铁螺丝拴于绳上，分别用A、B、C、D、E表示，并且使它们有 ＝1：3：5：7的关系。在 阳台下方地面上放一块薄铁板，板下垫砖，使铁板架空。实验时，你站在二楼阳台上，一手提住绳的上端，让A刚好着于铁板上，使整个绳子自垂，处于平衡状态，如图1．28所示。然后，释放绳的上端，使螺丝作自由落体运动，随即听到“哐、哐、哐、哐”四响。重复多次实验，你可以判断落地声的时间间隔是否大致相等。由此，你便可以更好地理解自由落体运动的性质。

　　（三）用停表测井深

　　蹲在井边，手中握一块小石子，在放开石子的同时，按动秒表的起动按钮，让石子自由下落，当听到小石子撞击水面的声音时，再按动停表使其停止计时，记录它的读数T。

　　我们知道，当小石子击水后，引起了水的振动，发出声音。设小石子下落的时间为t，声音的传播时间为t′，停表的读数T等于t与t′之和。设h 为水面到井口的深度，g为当时的重力加速度，v是声音在空气中的传播速度，列出下列方程组：

　　

　　通过解方程，可以较精确地求出井的深度。

　　在（1）式中，因为v远大于h，加之空气对石子也有一定的阻力，所以在计算中h/v可以忽略不计，这样就可得出井的深度约为

　　h≈1/2gt²

　　想想看除了上面的方法，当井深h≥17米时，还可采用什么方法？为什么？能用上述方法测定楼房的高度吗？如能，应该怎样测？

选自：《高中物理课外实验》