Question

17．在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)描點(diǎn)法畫(huà)出小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，并求出平拋運(yùn)動(dòng)初速度．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)將固定在斜槽的木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，實(shí)驗(yàn)前要檢查木板是否水平，請(qǐng)簡(jiǎn)述你的檢查方法：將小球放在槽的末端（或木板上）看小球能否靜止．
（2）關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，
?①除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是BE．
A．秒表
B．坐標(biāo)紙
C．天平
D．彈簧秤
E．重垂紙
?②引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因是ABD
A．安裝斜槽時(shí)，斜槽末端切線方向不水平
B．確定Oy軸時(shí)，沒(méi)有用重垂線
C．斜槽不是絕對(duì)光滑的，有一定摩擦
D．根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較近
?③某同學(xué)用如圖所示的裝置，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：
兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的下端射出．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

（3）某同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖所示的“小球做平拋運(yùn)動(dòng)”的閃光照片的一部分．圖中每個(gè)背景方格的邊長(zhǎng)均為4.90cm，那么拍攝照片時(shí)所用閃光頻率是10Hz，小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速度為$9.8\sqrt{2}$m/s（g=9.8m/s²）．

Answer 1

分析 正確解答本題需要掌握：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，了解作圖法處理數(shù)據(jù)的注意事項(xiàng)，明確該實(shí)驗(yàn)的具體操作，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，熟練應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)中的基本規(guī)律來(lái)解決平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．

解答 解：（1）能否使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是使斜槽末端切線水平，判斷是否水平可以采用：將小球放在槽的末端（或木板上）看小球能否靜止、用水平儀檢查木板是否水平等方法．
（2）①在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要重錘線，確保小球拋出是在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，還需要坐標(biāo)紙，便于確定小球間的距離．故BE正確．
故選：BE
②A、當(dāng)斜槽末端切線沒(méi)有調(diào)整水平時(shí)，小球脫離槽口后并非做平拋運(yùn)動(dòng)，但在實(shí)驗(yàn)中，仍按平拋運(yùn)動(dòng)分析處理數(shù)據(jù)，會(huì)造成較大誤差，故斜槽末端切線不水平會(huì)造成誤差，故A正確；
B、確定Oy軸時(shí)，沒(méi)有用重錘線，就不能調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平，和A類似，所以B會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差，故B正確；
C、只要讓它從同一高度、無(wú)初速開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在相同的情形下，即使球與槽之間存在摩擦力，仍能保證球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，因此，斜槽軌道不必要光滑，所以C不會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較近，會(huì)造成測(cè)量的誤差，故D正確；
故選：ABD
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，P球從M點(diǎn)平拋，而Q球從N點(diǎn)在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，二者運(yùn)動(dòng)軌跡雖然不同，但是水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，因此P球會(huì)砸中Q球，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（3）在豎直方向上有：△y=2L=gT²，
解得$T=\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.049}{9.8}}=0.1s$，則閃光的頻率f=$\frac{1}{T}=10Hz$．
小球運(yùn)動(dòng)的水平分速度${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{2×0.049}{0.1}=0.98m/s$．
b點(diǎn)豎直分速度${v}_{yB}=\frac{4L}{2T}=\frac{0.049×4}{0.2}=0.98m/s$，
根據(jù)平行四邊形定則知，${v}_=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yb}}^{2}}=9.8\sqrt{2}m/s$．
故答案為：（1）將小球放在槽的末端（或木板上）看小球能否靜止；（2）①BE；②ABD；③平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（3）10；$9.8\sqrt{2}$

點(diǎn)評(píng) 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，同時(shí)讓學(xué)生知道描點(diǎn)法作圖線方法；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)，注意運(yùn)動(dòng)學(xué)基本規(guī)律的應(yīng)用．