解析:如图所示,如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体,并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段,设每段时间间隔为r,则这一滴水在0时刻、Ts末、2Ts末、3Ts末、4Ts末所处的位置.分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置,据此可作出解答.

解法一:(利用基本规律求解)
设屋檐离地面高x,滴水间隔为T.
由 得
第2滴水的位移 ,①
第3滴水的位移 .②
又因为x2-x3=1m,③
所以联立①②③.解得T=0.2s
屋檐高x= g(4T)2= ×10×(4×0.2)2m=3.2m.
解法二:(用比例法求解)
(1)由于初速度为零的匀加速直线运动从开始运动起,在连续相等的时间间隔内的位移比为1∶3∶5∶7∶…∶(2n-1),据此令相邻两水滴之间的间距从上到下依次是x0∶3x0∶5x0∶7x0.
显然,窗高为5x0,即5x0=1m,得x0=0.2m.
屋檐总高x=x0+3x0+5x0+7x0=16x0=3.2m.
(2)由 知,滴水时间间隔为

解法三:(用平均速度求解)
(1)设滴水间隔为T,则雨滴经过窗子过程中的平均速度为
由vt=gt知,雨滴下落2.5T时的速度为vt=2.5gT.
由于 =vt,故有 =2.5gT,解得T=0.2s.
(2)x= g(4T)2=3.2m. |