问题 问答题

如图所示,MN是竖直放置的长L=0.5m的平面镜,观察者在A处观察,有一小球从某处自由下落,小球下落的轨迹与平面镜相距d=0.25m,观察者的眼睛到镜面的距离s=0.5m,小球从静止开始下落0.275s后,观察者才能在镜中看到小球的像,求观察者在镜中看到小球像的时间△t为多少?(取g=10m/s2

答案

根据平面镜作图方法做出光路图如图所示,小球在下落过程中从B到C过程人眼睛才能看到,由几何知识应有

MN
BC
=
s
s+d
=
2
3
,所以BC=
3
2
MN
=
3L
2
=0.75m,

再由自由落体规律可得:OB=

1
2
gt
=
1
2
×10
×0.275
m=0.378m,所以OC=OB+BC=1.128m

设观察者能在镜中看到小球像的时间为△t,则OC=

1
2
g(t+△t
)
=
1
2
×10×(0.275+△t
)
,代入数据解得△t=0.2s

故观察者在镜中看到小球像的时间△t为0.2s.

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