Question

10．如圖1所示，有人對“利用頻閃照相研究平拋運動規(guī)律”裝置進(jìn)行了改變，在裝置兩側(cè)都裝上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色與黑色的兩個相同的小球都從斜槽某位置由靜止開始釋放．實驗后對照片做一定處理并建立直角坐標(biāo)系，得到如圖所示的部分小球位置示意圖．（g取10m/s²）

（1）觀察改進(jìn)后的實驗裝置可以發(fā)現(xiàn)，斜槽末端都接有一小段水平槽，這樣做的目的是保證小球拋出時的速度在水平方向．
（2）根據(jù)部分小球位置示意圖（如圖2），下列說法正確的是AB
A．閃光間隔為0.1s
B．A球拋出點坐標(biāo)（0，0）
C．B球拋出點坐標(biāo)（0.95，0.50）
D．兩小球作平拋運動的水平速度大小不等．

Answer 1

分析 （1）斜槽末端都接有一小段水平槽，是為了保證小球水平拋出，做平拋運動．
（2）A、平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)△y=gT²求出閃光的間隔．
     BC、求出小球在某一位置豎直方向上的分速度，從而求出運動的時間，根據(jù)h=$\frac{1}{2}$gt²，x=v₀t求出拋出點的坐標(biāo)．
    D、根據(jù)平拋運動的初速度是否相等，從而即可求解．

解答 解：（1）觀察改進(jìn)后的實驗裝置可以發(fā)現(xiàn)，斜槽末端都接有一小段水平槽，這樣做的目的是保證小球拋出時的速度在水平方向．
（2）A、由圖可知，每格邊長為0.05m，對A球，根據(jù)△y=2L=gT²得閃光的周期為T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}s=0.1s$，故A正確．
B、A球在第二位置的豎直分速度為${v}_{y}=\frac{4L}{2T}=\frac{4×0.05}{0.2}m/s=1m/s$，在拋出點到該位置運動的時間為t=$\frac{{v}_{y}}{g}=\frac{1}{10}s=0.1s$，等于閃光的周期，可知A球的拋出點坐標(biāo)為（0，0），故B正確．
C、橫坐標(biāo)為0.80m的小球在豎直方向上的分速度為v_y=$\frac{0.3}{2T}$=1.5m/s．
則運行的時間為t=$\frac{{v}_{y}}{g}$=0.15s．水平分速度為v₀=$\frac{0.15}{0.1}$m/s=1.5m/s．
則此時B球的水平位移為x=v₀t=1.5×0.15m=0.225m，豎直位移為y=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}$×10×0.15²m=0.1125m．
所以B球拋出點的坐標(biāo)為：（1.025，0.4875）．故C錯誤．
D、兩球在水平方向上相等時間間隔內(nèi)的位移相等，則初速度相等，故D錯誤．
故答案為：（1）保證小球拋出時的速度在水平方向；（2）AB．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動．以及掌握勻變速直線運動的推論，在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量；在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度．