Question

11．在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一斜槽軌道滑下，通過(guò)描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．為了能較準(zhǔn)確地描繪運(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)前面的字母填在橫線上ab．
（a）通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
（b）每次必須由靜止釋放小球
（c）記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降
（d）將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線
在做該實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)只記錄了物體運(yùn)動(dòng)的軌跡上的A、B、C三點(diǎn)并以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立了直角坐標(biāo)系，得到如圖所示的圖象，試根據(jù)圖象求出物體平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為2m/s；物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為$2\sqrt{2}$m/s；拋出點(diǎn)的橫坐標(biāo)為-20cm；縱坐標(biāo)為-5cm．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
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，結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出初速度．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)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，從而得出拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的水平位移和豎直位移，得出拋出點(diǎn)的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)．

解答 解：a、為了保證小球的初速度水平，需調(diào)節(jié)斜槽的末端切線水平，故a正確；
b、為了保證小球的初速度相等，每次從斜槽的同一位置由靜止釋放小球，故b正確；
c、記錄小球的位置不需要等距離下降，故c錯(cuò)誤；
d、將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用平滑曲線連接，作出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，故d錯(cuò)誤．
故選：ab．
在豎直方向上，根據(jù)△y=gT²得，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{0.25-0.15}{10}}s=0.1s$，則初速度${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{0.2}{0.1}m/s=2m/s$．
物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的豎直分速度${v}_{yB}=\frac{{y}_{AC}}{2T}=\frac{0.4}{0.2}m/s=2m/s$，根據(jù)平行四邊形定則知，B點(diǎn)的速度${v}_{B}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yB}}^{2}}=\sqrt{4+4}$m/s=$2\sqrt{2}$m/s．
拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間$t=\frac{{v}_{yB}}{g}=\frac{2}{10}s=0.2s$，則拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的水平位移x_B=v₀t=2×0.2m=0.4m=40cm，拋出點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=20-40cm=-20cm．
拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的豎直位移${y}_{B}=\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.04m=0.2m=20cm$，則拋出點(diǎn)的縱坐標(biāo)y=15-20cm=-5cm．
故答案為：ab，2，$2\sqrt{2}$，-20，-5．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(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)公式靈活求解，難度中等．