Question

20．利用所學(xué)物理知識(shí)解答下列問(wèn)題：

（1）“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1所示，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)將斜槽直至末端切線水平，實(shí)驗(yàn)時(shí)保證小球每次必須從斜面上的同一位置由靜止開(kāi)始釋放．
（2）某次實(shí)驗(yàn)記錄由于沒(méi)有記錄拋出點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理時(shí)選擇A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0），結(jié)合實(shí)驗(yàn)中重錘的情況確定坐標(biāo)系，如圖2中背景方格的邊長(zhǎng)均為0.05m，取g=l0m/s²，小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是1.5m/s，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小是2.5m/s，小球平拋運(yùn)動(dòng)拋出點(diǎn)的x軸坐標(biāo)為-0.2m．

Answer 1

分析 在實(shí)驗(yàn)中讓小球能做平拋運(yùn)動(dòng)，并能描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是小球是否初速度水平，要求從同一位置多次無(wú)初速度釋放，這樣才能確保每次平拋軌跡相同；
在豎直方向上，根據(jù)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，即A到B的時(shí)間，結(jié)合水平位移和時(shí)間求出初速度．
根據(jù)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，結(jié)合平行四邊形定則求出B點(diǎn)的速度．
根據(jù)速度時(shí)間公式求出拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間，從而求出B點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平位移和豎直位移，得出拋出點(diǎn)的坐標(biāo)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中必須保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，而平拋運(yùn)動(dòng)要求有水平初速度且只受重力作用；
由于要記錄小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，必須重復(fù)多次，才能畫出幾個(gè)點(diǎn)，因此為了保證每次平拋的軌跡相同，所以要求小球每次從同一高度釋放．
（2）根據(jù)△y=2L=gT²得：T=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$s=0.1s，則A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為0.1s．
平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為：v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{3×0.05}{0.1}$=1.5m/s．
B點(diǎn)豎直分速度為：v_yB=$\frac{{y}_{AC}}{2T}$=$\frac{8×0.05}{2×0.1}$=2m/s，
則B點(diǎn)的速度為：v_B=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{yB}^{2}}$=$\sqrt{1．{5}^{2}+{2}^{2}}$=2.5m/s．
拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間為：t=$\frac{{v}_{yB}}{g}$=$\frac{2}{10}$s=0.2s，
則x=0.1-v₀t=0.1-1.5×0.2=-0.2m，
故答案為：（1）水平，同一位置；（2）1.5，2.5，-0.2．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)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．