Question

19．在做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．
（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出一些操作要求，將你認(rèn)為正確選項(xiàng)的前面字母填在橫線上：ace．
（a）通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽軌道的末端保持水平
（b）每次釋放小球的位置必須不同
（c）每次必須在同一位置由靜止釋放小球
（d）記錄小球位置用的擋球板（木條或凹槽）每次必須嚴(yán)格地等距離下降
（e）小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸
（f）將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線
（2）某同學(xué)在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用以下方法．如圖所示，在實(shí)驗(yàn)中用了一塊平木板附上復(fù)寫紙和白紙，豎直立于正對(duì)槽口前某處，使小球從斜槽P處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡A，將木板向后移距離x，再使小球從斜槽P處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡B，將木板再向后移距離x，小球再?gòu)男辈凵螾處由靜止滑下再得到痕跡C．A、B間距離y₁，B、C間距離y₂．若測(cè)得木板后移距離x=10.0cm，測(cè)得y₁=5.0cm，y₂=9.9cm．
①根據(jù)以上測(cè)量量導(dǎo)出小球初速度公式v_o=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$（用題中所給字母）．
②小球初速度值為$\sqrt{2}$m/s．（保留2位有效數(shù)字，g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線．
（2）球離開導(dǎo)軌后做平拋運(yùn)動(dòng)，將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²，由y₁、y₂求出A到B或B到C的時(shí)間，再求出初速度．

解答 解：（1）a、通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)．故a正確．
b、c、因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)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，故b錯(cuò)誤，c正確．
d、因平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間里，位移越來(lái)越大，因此木條（或凹槽）下降的距離不應(yīng)是等距的，故d錯(cuò)誤．
e、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸，以免有阻力的影響，故e正確．
f、將球經(jīng)過(guò)不同高度的位置記錄在紙上后，取下紙，平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來(lái)，故f錯(cuò)誤；
故選：ace．
（2）平拋物體水平方向勻速運(yùn)動(dòng)可知：A到B和B到C的時(shí)間相同，設(shè)為T，因此根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：
△h=y₂-y₁=gT²，
得：T=$\sqrt{\frac{{y}_{2}-{y}_{1}}{g}}$
水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，故有：，${v}_{0}=\frac{x}{T}$=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$
代入：x=10cm=0.1m，y₁=5.0cm=0.05m，y₂=9.9cm=0.099m，
解得：v₀=$0.1×\sqrt{\frac{9.8}{0.099-0.05}}=\sqrt{2}$
故答案為：（1）ace；（2）$x\sqrt{\frac{g}{{{y_2}-{y_1}}}}$；  $\sqrt{2}$

點(diǎn)評(píng) 解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí)，要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理，要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解．