Question

10．實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了測(cè)量平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，采用如下兩種方案．（g=10m/s²）

（1）方案一：用圖甲所示裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使小球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，進(jìn)入水平槽后拋出，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，如圖乙所示，刻度尺的零刻度線與水平槽末端的豎直投影點(diǎn)對(duì)齊，小球的水平位移為60.18cm．測(cè)得槽末端到地面的高度為0.45m，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為2.0m/s（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．
（2）方案二：如圖丙所示，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，建立坐標(biāo)系并用刻度尺測(cè)量了相關(guān)數(shù)據(jù)，由圖丙可求得平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為2.0m/s（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．
（3）實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是ACD．
A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B．斜槽軌道必須光滑
C．空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的影響是產(chǎn)生誤差的原因之一
D．要使描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡更好地反映實(shí)際運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
E．為了比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)該用一條曲線所所有的點(diǎn)連接起來(lái)．

Answer 1

分析 平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本公式即可求解．
根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等時(shí)間間隔，結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出初速度．
在實(shí)驗(yàn)中要畫(huà)出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，必須確保小球做的是平拋運(yùn)動(dòng)，所以斜槽軌道末端一定要水平，同時(shí)斜槽軌道要在豎直面內(nèi)．要畫(huà)出軌跡，需要確定很多點(diǎn)，因此為了保證每次軌跡相同，要求小球小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下．

解答 解：（1）從刻度尺讀出小球的水平位移為60.18cm
根據(jù)h=$\frac{1}{2}$gt2得：
t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.45}{10}}s=0.3s$，
則水平初速度v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{60.18cm}{0.3s}=200.6cm/s=2.0m/s$
（2）${y}_{1}^{\;}=3.2-0.8=2.4cm$
${y}_{2}^{\;}=7.2-3.2=4cm$
在豎直方向上，根據(jù)△y=gT²得，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{4cm-2.4cm}{10}}$=$\sqrt{\frac{1.6×1{0}_{\;}^{-2}}{10}}=0.04s$，
則平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{0.08m}{0.04s}=2m/s$=2.0m/s．
（3）A、為保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下，故A正確；
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)只要把小球從斜槽的同一位置由靜止滑下即可保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，不需要斜槽軌道光滑，故B錯(cuò)誤；
C、空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響時(shí)，物體做的就不是平拋運(yùn)動(dòng)了，平拋的規(guī)律就不能用了，空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的影響是產(chǎn)生誤差的原因之一，故C正確；
D、要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些，故D正確；
E、要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線，不是要把所有點(diǎn)的連接起來(lái)．故E錯(cuò)誤；
故選：ACD；
故答案為：（1）2.0     （2）2.0     （3）ACD

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，一定明確其水平和豎直方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，二是能根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)基本公式解題，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．
解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí)，要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理，要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解，提高解決問(wèn)題的能力，知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，抓住等時(shí)性，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解．