Question

14．圖1是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過(guò)描點(diǎn)畫(huà)出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡．
（1）以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法，其中合理的是AC．
a．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平
b．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇
c．每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放
d．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接
（2）實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測(cè)量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，圖2中y-x²圖象能說(shuō)明平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是C．

（3）圖3是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫(huà)出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y₁為5.0cm，y₂為45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距△x為40.0cm，則平拋小球的初速度v₀為2.0m/s，若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y₃為60.0cm，則小球在C點(diǎn)的速度v_C為4.0m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s²）．

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因?yàn)橐��?huà)同一運(yùn)動(dòng)的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線．
（2）平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；聯(lián)立求得兩個(gè)方向間的位移關(guān)系可得出正確的圖象．
（3）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法，直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)即可求解．

解答 解：（1）A、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，故A正確；
BC、因?yàn)橐��?huà)同一運(yùn)動(dòng)的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，故B錯(cuò)誤，C正確；
D、用描點(diǎn)法描繪運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，應(yīng)將各點(diǎn)連成平滑的曲線，不能練成折線或者直線，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．
（2）物體在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，y=$\frac{1}{2}$gt²；水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，x=vt；
聯(lián)立可得：y=$\frac{g{x}^{2}}{2{v}^{2}}$，
因初速度相同，故$\frac{g}{2{v}^{2}}$ 為常數(shù)，故y-x²應(yīng)為正比例關(guān)系，故C正確，ABD錯(cuò)誤．
故選：C．
（3）測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y₁為5.0cm，y₂為45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距△x=45.0-5.0=40.0cm，
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
所以y₁=$\frac{1}{2}$g${t}_{1}^{2}$ …①
   y₂=$\frac{1}{2}$gt${\;}_{2}^{2}$ …②
水平方向的速度，即平拋小球的初速度為v₀=$\frac{△x}{△t}$ …③
聯(lián)立①②③代入數(shù)據(jù)解得：v₀=2.0m/s  
若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y₃為60.0cm，則小球在C點(diǎn)的對(duì)應(yīng)速度v_C：
據(jù)公式可得：${v}_{y}^{2}$=2gh，所以v_y=2$\sqrt{3}$m/s
所以C點(diǎn)的速度為：v_c=$\sqrt{12+4}$=4.0m/s
故答案為：（1）AC； （2）C； （3）40.0；2.0；4.0．

點(diǎn)評(píng) 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；靈活應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法是解題的關(guān)鍵．