Question

【題目】用如圖所示裝置研究平地運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。

（1）下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有____________。

A．斜槽軌道光滑

B．斜槽軌道末段水平

C．擋板高度等間距變化

D．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球

（2）為定量研究，建立以水平方向?yàn)?/span>x軸、豎直方向?yàn)?/span>y軸的坐標(biāo)系。

a．取平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的________（選填“最上端”、“最下端”或者“球心”）對(duì)應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn)；在確定y軸時(shí)______（選填“需要”或者“不需要”）y軸與重錘線平行。

b．若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn)，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖所示，在軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為x，測(cè)得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則______（選填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得鋼球平拋的初速度大小為____________（已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g，結(jié)果用上述字母表示）。

（3）為了得到平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是____________。

A．從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

B．用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

C．將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，將會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

Answer 1

【答案】BD 球心 需要 大于 AB

【解析】

此題為平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的研究實(shí)驗(yàn)，平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直方向的自由落體和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。

(1)[1]A．斜槽不需要光滑，保持末端速度相同即可，不符合題意；

B．只要斜槽末端水平，鋼球才能在豎直方向做初速度為0的自由落體運(yùn)動(dòng)，其軌跡為平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，符合題意；

C．將高度等間距變化只是為了簡(jiǎn)化計(jì)算，不是必須要滿足的要求，不符合題意；

D．每次在相同的位置釋放鋼球是為了保持每次都有相同的初速度，是充要條件，符合題意；

(2)a.[2] 鋼球球心對(duì)應(yīng)原點(diǎn)；

[3] 研究豎直方向運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)y軸與重錘線方向平行；

b.[4] 平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上為自由落體運(yùn)動(dòng)，初速度為0，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，相等時(shí)間內(nèi)豎直方向通過的位移之比為：，由于A點(diǎn)的豎直方向速度大于0，則。

[5]由，可知在豎直方向上：

水平方向上可知：

聯(lián)立（1）（2）可知：

（3）[6]

A．平拋運(yùn)動(dòng)的特性：豎直初速度為0，豎直加速度為g，細(xì)管水平噴出水柱滿足要求，符合題意；

B．頻閃照相后再將點(diǎn)連接可以得到平拋軌跡，符合題意；

C．鉛筆有一定的長(zhǎng)度和質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)偏離運(yùn)動(dòng)軌跡，可行性不大，不符合題意。