Question

12．在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，采用了如圖1所示的裝置．

（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線水平．每次讓小球從斜槽上同一位置由靜止釋放，是為了保證小球拋出時(shí)初速度相同．
（2）如圖2所示是在一次實(shí)驗(yàn)中用的方格紙，方格邊長(zhǎng)L=5cm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖所示，已知小球質(zhì)量m=2kg，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為1.5m/s，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)重力的功率為40W．（g取10m/s² ）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2）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的時(shí)間間隔，結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出初速度．根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的豎直分速度，結(jié)合瞬時(shí)功率的公式求出重力的功率．

解答 解：（1）為了保證小球的初速度水平，斜槽末端應(yīng)切線水平．每次讓小球從斜槽上同一位置由靜止釋放，是為了保證小球拋出時(shí)初速度相等．
（2）在豎直方向上，根據(jù)△y=gT²得，相等的時(shí)間間隔T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{0.05×2}{10}}s=0.1s$，則小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度${v}_{0}=\frac{3L}{T}=\frac{3×0.05}{0.1}m/s=1.5m/s$．
小球在B點(diǎn)時(shí)豎直分速度${v}_{yB}=\frac{8L}{2T}=\frac{8×0.05}{0.2}m/s=2m/s$，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)重力的功率P=mgv_yB=20×2W=40W．
故答案為：（1）水平，初速度相同，（2）1.5，40．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)，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，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解．