Question

9．在“探究平拋運動的運動規(guī)律”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗簡要步驟如下：
（1）讓小球每次從同一高度位置滾下，是為了保證保證小球平拋運動的初速度相等．
（2）保持斜槽末端切線水平的目的是保證小球的初速度水平．
（3）如圖為一個同學在實驗中畫出的一部分曲線，于是他在曲線上取水平距離相等的三點A、B、C，量得△s=0.2m．又量出它們之間的豎直距離分別為h₁=0.1m，h₂=0.2m，g取10m/s²，利用這些數(shù)據(jù)，可求得：
①物體拋出時的初速度為2m/s；
②物體經(jīng)過B時的速度大小為2.5m/s．

Answer 1

分析 根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結(jié)合水平位移和時間間隔求出初速度．根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的豎直分速度，結(jié)合平行四邊形定則求出B點的速度．

解答 解：（1）讓小球每次從同一高度位置滾下，是為了保證小球平拋運動的初速度相等．
（2）保持斜槽末端切線水平的目的是保證小球的初速度水平．
（3）①在豎直方向上，根據(jù)$△y={h}_{2}-{h}_{1}=g{T}^{2}$得，T=$\sqrt{\frac{{h}_{2}-{h}_{1}}{g}}=\sqrt{\frac{0.2-0.1}{10}}s=0.1s$，
則物體的初速度${v}_{0}=\frac{△s}{T}=\frac{0.2}{0.1}m/s=2m/s$．
②B點的豎直分速度${v}_{yB}=\frac{{h}_{1}+{h}_{2}}{2T}=\frac{0.1+0.2}{0.2}m/s=1.5m/s$，
根據(jù)平行四邊形定則知，B點的速度${v}_{B}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yB}}^{2}}$=$\sqrt{4+2.25}$m/s=2.5m/s．
故答案為：（1）保證小球平拋運動的初速度相等，（2）保證小球的初速度水平，（3）①2，②2.5．

點評 解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學公式和推論靈活求解，以及知道實驗中的注意事項，知道引起實驗誤差的原因．