Question

15．（1）在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，可以選用圖甲所示的各種裝置圖，以下操作合理的是BD

A、選用裝置1研究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球是否同時(shí)落地
B、選用裝置2時(shí)，要獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱所顯示的平拋軌跡，豎直管上端A一定要低于水面
C、選用裝置3時(shí)，要獲得鋼球的平拋軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球
D、除上述裝置外，也能用數(shù)碼照相機(jī)拍攝鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的每秒十幾幀至幾十幀的照片，獲得平拋軌跡
（2）研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過程中，斜面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(shí)，速度既不太大，也不太小
B、保證小球飛出時(shí)，初速度水平
C、保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等
D、保證小球運(yùn)動(dòng)的軌道是一條拋物線
（3）如圖乙所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)閃光照片的一部分，圖中背景格的邊長均為5cm，如果g取10m/s²，
求：①閃光頻率是10Hz；
②小球運(yùn)動(dòng)的水平分速度的大小是1.5m/s；
③小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度的大小是2.5m/s．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)研究平拋運(yùn)動(dòng)的原理出發(fā)分析研究方法是否合理；
（2）在實(shí)驗(yàn)中讓小球在固定斜槽滾下后，做平拋運(yùn)動(dòng)，記錄下平拋后運(yùn)動(dòng)軌跡．然后在運(yùn)動(dòng)軌跡上標(biāo)出特殊點(diǎn)，對此進(jìn)行處理，由于是同一個(gè)軌跡，因此要求拋出的小球初速度是相同的，所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)必須確保拋出速度方向是水平的，同時(shí)固定的斜槽要在豎直面；
（3）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，從而得出閃光的頻率．結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出平拋運(yùn)動(dòng)的水平分速度．根據(jù)豎直方向上某段時(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，根據(jù)平行四邊形定則求出B點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）A、選用裝置圖1研究平拋物體豎直分運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該是聽聲音的方法判斷小球是否同時(shí)落地，故A錯(cuò)誤；
B、A管內(nèi)與大氣相通，為外界大氣壓強(qiáng)，A管在水面下保證A管上出口處的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)．因而另一出水管的上端口處壓強(qiáng)與A管上出口處的壓強(qiáng)有恒定的壓強(qiáng)差，保證另一出水管出水壓強(qiáng)恒定，從而水速度恒定．如果A管上出口在水面上則水面上為恒定大氣壓強(qiáng)，因而隨水面下降，出水管上口壓強(qiáng) 降低，出水速度減�。�故B正確；
C、選用裝置圖3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球，這樣才能保證初速度相同，故C錯(cuò)誤；
D、用數(shù)碼照相機(jī)拍攝時(shí)曝光時(shí)間的固定的，所以可以用來研究平拋運(yùn)動(dòng)，故D正確．
故選：BD
解：研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)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(shí)小球才做平拋運(yùn)動(dòng)，故ACD錯(cuò)誤，B正確．
故選：B
（3）①在豎直方向上有：△y=2L=gT²，
解得$T=\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}=0.1s$，則閃光的頻率f=$\frac{1}{T}=10Hz$．
②小球運(yùn)動(dòng)的水平分速度${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{3×0.05}{0.1}=1.5m/s$．
③B點(diǎn)豎直分速度${v}_{yB}=\frac{8L}{2T}=\frac{0.05×8}{0.2}=2m/s$，
根據(jù)平行四邊形定則知，${v}_{B}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yB}}^{2}}=2.5m/s$
故答案為：（1）BD；（2）B；（3）①10；②1.5；③2.5

點(diǎn)評 在實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)現(xiàn)讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵，因此實(shí)驗(yàn)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，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．