Question

13．如圖所示為“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：小鋼球，固定有斜槽的木板，坐標(biāo)紙，重錘線，鉛筆，秒表，圖釘． 其中不必要的器材是秒表；
（2）某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意了如下事項(xiàng)：
A．將小鋼球輕輕放在斜槽末端時(shí)，小球能自動(dòng)滾下；
B．小球每次應(yīng)從斜槽的同一位置由靜止釋放．
其中存在問(wèn)題的是A（填寫選項(xiàng)前字母）．
（3）正確操作后，該同學(xué)以斜槽末端為坐標(biāo)原點(diǎn)O建立坐標(biāo)系，水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸，在坐標(biāo)系中描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡．在計(jì)算小球平拋初速度時(shí)，為了減小由于測(cè)量帶來(lái)的誤差，該同學(xué)根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，以y為橫坐標(biāo)（y為豎直方向位移），以x²為縱坐標(biāo)（x為水平方向位移），在坐標(biāo)紙上畫(huà)出相應(yīng)的圖象，發(fā)現(xiàn)圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線．這位同學(xué)測(cè)出該直線的斜率為k，則利用k和當(dāng)?shù)刂亓�加速度g，計(jì)算小球做平拋運(yùn)動(dòng)初速度v₀的表達(dá)式為v₀=$\sqrt{\frac{gk}{2}}$．

Answer 1

分析 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，必須讓小球在同一位置多次釋放，才能在坐標(biāo)紙上找到一些點(diǎn)．然后將這些點(diǎn)平滑連接起來(lái)，就能描繪出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡．小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線．平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)△y=gT²求出相等的時(shí)間間隔，再根據(jù)v₀=$\frac{x}{t}$求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．

解答 解：（1）做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要木板、小球、游標(biāo)卡尺、斜槽、鉛筆、圖釘，不需要秒表，在實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量時(shí)間．
（2）A、小球能自動(dòng)滾下說(shuō)明斜槽末端不水平，應(yīng)該使斜槽末端水平，保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)；
B、小球每次應(yīng)從斜槽的同一位置由靜止釋放，保證初速度相同，不存在問(wèn)題．
（3）根據(jù)y=$\frac{1}{2}$gt²及x=v₀t
解得：x²=$\frac{2{v}_{0}^{2}}{g}$y
所以$\frac{2{v}_{0}^{2}}{g}$=k
解得：v₀=$\sqrt{\frac{gk}{2}}$
故答案為：（1）秒表；（2）A；（3）$\sqrt{\frac{gk}{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，以及知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解．