Question

19．在做“研究平拋物體的運動”的實驗時，利用如圖所示的裝置，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡并計算平拋運動的初速度：

（1）安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是B
A．保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小
B．保證小球飛出時，初速度水平
C．保證小球在空中運動的時間每次都相等
D．保證小球運動的軌跡是一條拋物線
（2）為了能準確地描繪小球的運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項填在橫線上BDE
A．每次釋放小球的位置必須不同
B．每次必須由靜止釋放小球
C．斜槽軌道的末端點是平拋運動的初位置
D．木板要用眼睛目測調(diào)整為豎直
E．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用平滑的曲線連接各點
（3）某同學在描繪平拋運動軌跡時，得到的部分軌跡曲線如圖乙所示．在 曲線上取A、B、C三個點，測量得到A、B、C三點間豎直距離h₁=9.20cm，h₂=49.20cm，A、B、C三點間水平距離x₁=x₂=20.40cm，g=10m/s²，則：小球從A點運動到B點的時間為0.2s，及小球做平拋運動的初速度大小為1.02m/s．（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）

Answer 1

分析 （1、2）保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，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，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應連成平滑的曲線；
（3）平拋運動可以分解為水平方向的運算直線運動與豎直方向的自由落體運動，在豎直方向上應用勻變速運動的推論求出小球的運動時間，然后由運算運動規(guī)律求出小球的初速度．

解答 解：（1）研究平拋運動的實驗很關(guān)鍵的地方是要保證小球能夠水平飛出，只有水平飛出時小球才做平拋運動，故ACD錯誤，B正確．
故選：B．
（2）A、因為要畫同一運動的軌跡，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A錯誤，B正確；
C、小球放在軌道末端時球心的位置才是平拋運動的初位置，故C錯誤；
D、固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直．故D正確．
E、實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應連成平滑的曲線．故E正確．
故選：BDE
（3）小球的水平距離x₁=x₂=20.40cm，則小球從A到B的運動時間與從B到C的運動時間相等，
在豎直方向上，小球做自由落體運動，△h=gt²，則t=$\sqrt{\frac{△h}{g}}=\sqrt{\frac{0.492-0.0920}{10}}=0.2s$，
小球的初速度v₀=$\frac{{x}_{1}}{t}=\frac{0.2040}{0.2}=1.02$m/s；
故答案為：（1）B；（2）BDE；（3）0.2；1.02

點評 在實驗中如何實現(xiàn)讓小球做平拋運動是關(guān)鍵，因此實驗中關(guān)鍵是斜槽末端槽口的切線保持水平及固定后的斜槽要豎直．對于平拋運動問題，一定明確其水平和豎直方向運動特點，尤其是在豎直方向熟練應用勻變速直線運動的規(guī)律和推論解題．