Question

9．在做研究平拋運動的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡
（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡，下面列出一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項前面的字母填在橫線上：ace
a、通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
b、每次釋放小球的位置必須不同
c、每次必須由靜止釋放小球
d、記錄小球位置用的凹槽每次必須嚴(yán)格地等距離下降
e、小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸
f、將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線
（2）如圖是某同學(xué)用頻閃照相研究平拋運動時拍下的照片，背景方格紙的邊長為10cm，A、B、C是同一小球在頻閃照相中拍下的三個連續(xù)的不同位置時的照片，則：（g=10m/s²）
①頻閃照相相鄰閃光的時間間隔0.1s；
②小球水平拋出的初速度v₀=3m/s；
③球經(jīng)過B點時其豎直分速度大小為v_y=1.5m/s．

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，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，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線；
（2）平拋運動在豎直方向上是勻變速運動，由BC和AB之間的豎直方向的距離差可以求出時間間隔；
在水平方向上是勻速直線運動，由ABC三點在水平方向上的位移，和兩點之間的時間間隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；
根據(jù)豎直方向上某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點豎直方向上的分速度

解答 解：（1）a、要保證小球做平拋運動，必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，故a正確；
b、為保證小球做平拋運動的初速度相等，每次釋放小球的位置必須相同，故b錯誤；
c、為保證小球做平拋運動的初速度相等，每次必須由靜止釋放小球，故c正確；
d、只要描出小球的位置即可，記錄小球位置用的木條（或凹槽）每次不必嚴(yán)格地等距離下降，故d錯誤；
e、為避免摩擦影響小球的運動軌跡，小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸，故e正確；
f、將球的位置記錄在紙上后，取下紙，應(yīng)用平滑的曲線把各點連接起來，不是用直尺將點連成折線，故f錯誤；
（2）①根據(jù)平拋運動規(guī)律有：
在豎直方向：h_BC-h_AB=g△t²，
代入數(shù)據(jù)解得：△t=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$=0.1 s．
②根據(jù)水平方向運動特點有：x=3L=v₀△t，
由此解得：v₀=$\frac{3×0.1}{0.1}$=3m/s．
③小球經(jīng)過B點時其豎直分速度大小等于A到C的豎直位移與所用時間的比值，
所以得v_By=$\frac{3L}{2△t}$=$\frac{3×0.1}{0.2}$=1.5m/s
故答案為：（1）ace；（2）①0.1；②3；③1.5．

點評 解決本題的關(guān)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(xué)公式和推論靈活求解．