Question

6．在“研究物體平拋運動”的實驗中，可以描繪平拋物體運動軌跡和求物體的平拋初速度，實驗要求：讓小球多次從①同一位置②靜止釋放，記下小球穿過卡片孔的一系列位置；
某同學(xué)在做平拋運動實驗時得到了如圖所示的物體運動軌跡，a．b．c三點的位置在運動軌跡上已標(biāo)出．則：
③小球平拋的初速度為2m/s．（g取10m/s²）
④小球開始做平拋運動的位置坐標(biāo)為x=-10cm，y=-1.25cm．
⑤小球運動到b點的速度為2.5m/s．

Answer 1

分析 為保證小球從斜槽末端飛出時的速度是相同的，因此，要讓小球多次從斜槽上的同一位置靜止?jié)L下，根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，根據(jù)水平位移和時間間隔求出初速度，根據(jù)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點豎直分速度，從而求出平拋運動的時間，結(jié)合水平位移和豎直位移求出拋出點的坐標(biāo)，根據(jù)速度的合成原則求出b點速度．

解答 解：（1）在“研究平拋物體運動”的實驗中，要保證小球從斜槽末端飛出時的速度是相同的，因此，要讓小球多次從斜槽上的同一位置由靜止?jié)L下．
（2）（3）在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)△h=gT²得：
T=$\sqrt{\frac{△h}{g}}=\sqrt{\frac{0.2-0.05-0.05}{10}}=0.1s$
則平拋運動的初速度為：v₀=$\frac{x}{T}=\frac{0.2}{0.1}=2m/s$，
b點豎直分速度為：${v}_{yb}=\frac{{y}_{ac}}{2T}=\frac{0.3}{0.2}=1.5m/s$，
則b點速度為${v}_=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yb}}^{2}}=\sqrt{{2}^{2}+1．{5}^{2}}=2.5m/s$，
拋出點到b的豎直位移h=$\frac{{{v}_{yb}}^{2}}{2g}=\frac{2.25}{20}=0.1125m=11.25cm$
拋出點到b的水平位移為：X=${v}_{0}t=2×\frac{1.5}{10}=0.3m=30cm$，
則拋出點的橫坐標(biāo)為：x=20.0-30.0cm=-10.0cm，
縱坐標(biāo)為：y=10.0-11.25cm=-1.25cm．
故答案為：①同一；②靜止；③2；④-10；-1.25；⑤2.5

點評 關(guān)于平拋運動實驗要掌握實驗的注意事項、實驗步驟、實驗原理．平拋運動分解為：水平方向的勻速直線運動，豎直方向的自由落體運動．分析小球水平方向和豎直方向的運動特點，充分利用勻變速直線運動的規(guī)律結(jié)合運動的合成來求解．