Question

19．在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用如圖所示的裝置，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡并計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度：

（1）安裝實(shí)驗(yàn)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(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)的軌跡是一條拋物線
（2）為了能準(zhǔn)確地描繪小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)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(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng)的初位置
D．木板要用眼睛目測(cè)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(diǎn)
（3）某同學(xué)在描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，得到的部分軌跡曲線如圖乙所示．在 曲線上取A、B、C三個(gè)點(diǎn)，測(cè)量得到A、B、C三點(diǎn)間豎直距離h₁=9.20cm，h₂=49.20cm，A、B、C三點(diǎn)間水平距離x₁=x₂=20.40cm，g=10m/s²，則：小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為0.2s，及小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為1.02m/s．（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）

Answer 1

分析 （1、2）保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因?yàn)橐�畫同一運(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；
（3）平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的運(yùn)算直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)的推論求出小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后由運(yùn)算運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出小球的初速度．

解答 解：（1）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．
（2）A、因?yàn)橐�畫同一運(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A錯(cuò)誤，B正確；
C、小球放在軌道末端時(shí)球心的位置才是平拋運(yùn)動(dòng)的初位置，故C錯(cuò)誤；
D、固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直．故D正確．
E、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．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(yùn)動(dòng)時(shí)間與從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，
在豎直方向上，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，△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(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，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．對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)問題，一定明確其水平和豎直方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和推論解題．