Question

2．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)初速度的家庭實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示．在水平桌面上放置一個(gè)斜面，讓鋼球從斜面上滾下，鋼球滾過(guò)桌邊后便做平拋運(yùn)動(dòng)，他把桌子搬到豎直墻附近，使做平拋運(yùn)動(dòng)的鋼球能打在附有白紙和復(fù)寫紙的墻上，記錄鋼球的落點(diǎn)，改變桌子和墻的距離，就可以得到多組數(shù)據(jù)．
（1）為了完成實(shí)驗(yàn)，除了題中和圖中所示的器材外還需要的器材有C．
A．天平        B．秒表        C．刻度尺         D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
（2）實(shí)驗(yàn)中下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是C
A．墻壁必須是豎直的
B．每次都應(yīng)該從斜面上同一位置靜止釋放小球
C．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以在桌面上向前或向后移動(dòng)斜面
D．鋼球經(jīng)過(guò)桌面邊緣的位置的切線方向應(yīng)該水平
（3）如果該同學(xué)第一次讓桌子緊靠墻壁，從斜面上某一位置靜止釋放鋼球，在白紙上得到痕跡A．以后每次將桌子向后移動(dòng)距離x=10.00cm，重復(fù)剛才的操作，依次在白紙上留下痕跡B、C、D，測(cè)得 B、C間距離y₁=14.58cm，C、D間距離y₂=24.38cm，則小球初速度為1.0m/s（g取9.80m/s²）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（3）根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時(shí)間間隔，結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出初速度．

解答 解：（1）研究平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，不需要測(cè)量小球的質(zhì)量，所以不需要天平，時(shí)間根據(jù)下降的高度得出，不需要秒表，不需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量水平位移和豎直方向上的位移，所以需要刻度尺．
故選：C．
（2）A、實(shí)驗(yàn)中小球做平拋運(yùn)動(dòng)，撞擊在豎直墻壁上，所以墻壁必須豎直，故A正確．
B、為了保證小球的初速度相等，每次讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不可以在桌面上向前或向后移動(dòng)斜面，否則拋出的初速度發(fā)生改變，故C錯(cuò)誤．
D、為了保證小球的初速度水平，鋼球經(jīng)過(guò)桌面邊緣的位置的切線方向應(yīng)該水平，故D正確．
本題選錯(cuò)誤的，故選：C．
（3）在豎直方向上，根據(jù)${y}_{2}-{y}_{1}=g{T}^{2}$得：T=$\sqrt{\frac{{y}_{2}-{y}_{1}}{g}}=\sqrt{\frac{0.2438-0.1458}{9.8}}$s=0.1s，
則初速度為：${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{0.1}{0.1}m/s=1.0m/s$．
故答案為：（1）C； （2）C； （3）1.0

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解，難度不大．