Question

【題目】用如圖1所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫(xiě)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.斜槽軌道末端水平

C.擋板高度等間距變化

D.每次從斜槽上相同的位置無(wú)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。

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）軸與重錘線平行。

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2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的豎直間距分別是和，則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）；且有_________（選填“大于”、“等于”或者“小于”）。

Answer 1

【答案】 球心 需要 大于

【解析】

(1)[1]ABD．為了能畫(huà)出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，首先保證小球做的是平拋運(yùn)動(dòng)，所以斜槽軌道不一定要光滑，但必須是水平的。同時(shí)要讓小球總是從同一位置釋放，這樣才能找到同一運(yùn)動(dòng)軌跡上的幾個(gè)點(diǎn)，A錯(cuò)誤BD正確；

C．檔板只要能記錄下小球下落在不同高度時(shí)的不同的位置即可，不需要等間距變化，C錯(cuò)誤；

(2)a．[2]小球在運(yùn)動(dòng)中記錄下的是其球心的位置，故拋出點(diǎn)也應(yīng)是小球靜置于Q點(diǎn)時(shí)球心的位置；故應(yīng)以球心在白紙上的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)；

[3]小球在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，故y軸必須保證與重錘線平行；

b．[4]由于兩段水平距離相等，故時(shí)間相等，根據(jù)可知

，

則初速度

；

[5]如果A點(diǎn)是拋出點(diǎn)，則在豎直方向上為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則AB和BC的豎直間距之比為1：3；但由于A點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，故在A點(diǎn)已經(jīng)具有豎直分速度，故豎直間距之比大于1：3。