Question

18．如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，圖中方格的邊長(zhǎng)為5cm．如果取g=10m/s²，則：
（1）讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，用描點(diǎn)法畫(huà)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．
為了較準(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(xiàn)上BCDE．
A．斜槽只能光滑
B．通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
C．每次釋放小球的位置必須相同
D．每次必須由靜止釋放小球
E．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸
F．所記錄的相鄰的小球位置之間的豎直距離應(yīng)相等
（2）閃光的頻率是10Hz；
（3）小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的初速度大小是1.5 m/s；
（4）小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小是2.5m/s．

Answer 1

分析 （1）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，因?yàn)橐��?huà)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(xiàn)．
（2、3、4）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．根據(jù)水平位移和時(shí)間間隔求出初速度．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，結(jié)合平行四邊形定則求出B點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）A、每次讓小球從斜槽同一位置由靜止釋放，以保證平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，斜槽不一定需要光滑，故A錯(cuò)誤，C、D正確．
B、為了保證小球初速度水平，則斜槽末端應(yīng)保持水平，故B正確．
E、小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙接觸，防止由于摩擦改變運(yùn)動(dòng)軌跡，故E正確．
F、所記錄的相鄰小球位置之間的豎直距離不一定相等，故F錯(cuò)誤．
故選：BCDE．
（2）在豎直方向上，有：△y=2L=gT²，
解得：T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{0.1}{10}}s=0.1s$，
則閃光的頻率為：f=$\frac{1}{T}=10Hz$．
（3）平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為：${v}_{0}=\frac{3L}{T}=\frac{0.15}{0.1}m/s=1.5m/s$．
（4）B點(diǎn)豎直分速度為：${v}_{yB}=\frac{8L}{2T}=\frac{0.4}{0.2}m/s=2m/s$，
根據(jù)平行四邊形定則知，B點(diǎn)的速度為：${v}_{B}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yB}}^{2}}=\sqrt{2.25+4}$m/s=2.5m/s．
故答案為：（1）BCDE，（2）10，（3）1.5，（4）2.5

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)公式和推論靈活求解．