大雨滴和小雨滴，哪個(gè)先落地

秦永鳳

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

一天起床后，我聽到窗外傳來(lái)“滴滴答答”的聲音，興奮地拉開窗簾，哇，下雨了！雨滴如同發(fā)亮的珍珠，飄飄揚(yáng)揚(yáng)地?fù)]灑著。大雨滴和小雨滴爭(zhēng)先恐后地落下來(lái)，哪個(gè)先落地呢？小問(wèn)號(hào)在我腦海中冒了出來(lái)。

我跑到廚房問(wèn)媽媽這個(gè)問(wèn)題，媽媽說(shuō)：“我認(rèn)為大雨滴和小雨滴會(huì)同時(shí)落地。”正當(dāng)我迷惑不解時(shí)，媽媽解釋道：“伽利略做了一個(gè)自由落體實(shí)驗(yàn)，他在比薩斜塔上同時(shí)擲下兩個(gè)質(zhì)量不同的鐵球，最終兩個(gè)鐵球同時(shí)著地。這說(shuō)明任意質(zhì)量的物體從同一高度自由落下，落到地面所需的時(shí)間相同，與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。”聽了后，我似懂非懂。不過(guò)我感覺，小雨滴比較輕，大雨滴比較重，應(yīng)該是重的先著地。就像羽毛和鐵球，它們從高度相同的地方往下落，難道不是鐵球先著地嗎？我和媽媽爭(zhēng)論起來(lái)。爸爸走過(guò)來(lái)，微笑著說(shuō)：“閨女長(zhǎng)大了，會(huì)質(zhì)疑媽媽的觀點(diǎn)了。這次，老爸贊同你的觀點(diǎn)。”我興奮得跳了起來(lái)。

如何證明我的觀點(diǎn)是正確的呢？我托著下巴思索了好久。我記得老師說(shuō)過(guò)，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論的重要手段，于是決定通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。

我拿來(lái)弟弟的喂藥器，往里面裝滿了水，想用喂藥器滴出大小不一的水滴，但是水滴的大小根本無(wú)法控制，也很難保證同時(shí)滴下大水滴和小水滴。實(shí)驗(yàn)遇到了麻煩，就暫時(shí)擱淺了。

尋求策略

一天放學(xué)回到家，我無(wú)精打采地坐在沙發(fā)上，看著窗臺(tái)上的綠植發(fā)呆。隨后，從媽媽的水培花瓶中拿出一顆海洋寶寶，一邊把玩一邊說(shuō)：“海洋寶寶，你能告訴我怎么做出大小不同的雨滴嗎？”說(shuō)完，我猛地發(fā)現(xiàn)花瓶中的海洋寶寶放置的時(shí)間不同，大小也不一樣。

我仿佛抓到了一根救命稻草，風(fēng)一樣地跑到爸爸面前，問(wèn)爸爸能不能用海洋寶寶代替雨滴來(lái)做實(shí)驗(yàn)。我倆通過(guò)查詢，發(fā)現(xiàn)海洋寶寶是一種吸水性很強(qiáng)的材料，浸泡大約8個(gè)小時(shí)后，質(zhì)量便和水的質(zhì)量差不多。浸泡的時(shí)間不一樣長(zhǎng)，海洋寶寶的大小也不一樣。

這一重大發(fā)現(xiàn)令我興奮不已，十分期待周末做實(shí)驗(yàn)。

嘗試做實(shí)驗(yàn)

終于到周末了。我把海洋寶寶分成兩部分，分別浸泡3個(gè)小時(shí)和8個(gè)小時(shí)后，它們變得不一樣大了。接著，我和朋友開始做實(shí)驗(yàn)。第一次實(shí)驗(yàn)是從一人高的地方同時(shí)放下大小不同的兩顆海洋寶寶，結(jié)果很難用肉眼分辨哪顆先落地，沒有辦法記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，爸爸建議用攝像機(jī)拍攝實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

接下來(lái)的5次實(shí)驗(yàn)，每次的結(jié)果都是兩顆海洋寶寶同時(shí)落到盆里。我們有點(diǎn)驚訝！難道我們的猜想錯(cuò)了？

正當(dāng)我們疑惑的時(shí)候，爸爸的話點(diǎn)醒了我們，他說(shuō)可能與下落高度有關(guān)系。于是，我們帶著實(shí)驗(yàn)材料來(lái)到學(xué)校，分別選擇兩層樓高、四層樓高、六層樓高這3個(gè)不同的高度，每個(gè)高度都進(jìn)行了5次實(shí)驗(yàn)，最后發(fā)現(xiàn)，樓層越高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果就越明顯，的確是大的海洋寶寶先落地，小的海洋寶寶后落地。

我們用實(shí)驗(yàn)證明了自己的觀點(diǎn)，而且反復(fù)實(shí)驗(yàn)提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。我們歡呼雀躍起來(lái)。

撥開迷霧

靜心思考，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和伽利略的發(fā)現(xiàn)不一樣，難道伽利略的發(fā)現(xiàn)是錯(cuò)的？我打開電腦，通過(guò)搜索資料，終于知道了原因。

伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)用的是鐵球，鐵球的質(zhì)量比較大，重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的摩擦力，空氣的摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響很小，可以忽略不計(jì)，所以兩個(gè)質(zhì)量不同的鐵球同時(shí)落地。水滴比較小，空氣的摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響很明顯，而且雨滴從云層落下來(lái)，高度較高，不是自由落體運(yùn)動(dòng)。

雨滴在下落的過(guò)程中受到兩個(gè)方向相反的作用力，一個(gè)是向下的重力，另一個(gè)是向上的空氣摩擦力。在雨滴下落初期，重力大于摩擦力，雨滴呈現(xiàn)加速度狀態(tài)，并且隨著雨滴下落速度不斷加快，摩擦力也增大。當(dāng)下落達(dá)到一定的速度時(shí)，重力和摩擦力相當(dāng)，雨滴受到的力達(dá)到平衡，呈現(xiàn)勻速狀態(tài)，此時(shí)的速度為最終速度。不管是大雨滴還是小雨滴，在從云層墜落的某個(gè)時(shí)刻一定會(huì)達(dá)到勻速狀態(tài)，以最終速度落地。所以，云層的高度決定雨滴的最終速度只與自身質(zhì)量有關(guān)，雨滴的質(zhì)量越大，重力就越大，從同一高度落下的雨滴，質(zhì)量較大的會(huì)先落地。

這次探究活動(dòng)，我遇到了重重困難，最終通過(guò)查閱資料和反復(fù)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，解決了問(wèn)題，明白了其中的道理。以后，我要更加努力，多讀書、多思考、多實(shí)踐，爭(zhēng)取全面發(fā)展，做一個(gè)對(duì)國(guó)家有用的人。