Question

18．某同學(xué)用如圖裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，
（1）有下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①用圖釘把白紙訂在豎直木板上；
②把斜槽固定在緊靠木板的左上角，且使其末端切線水平；
③記下小球飛出時(shí)初始位置O，并憑眼觀測(cè)過O畫水平線作為x軸；
④把水平木條靠在豎直木板上，讓小球從斜槽適當(dāng)?shù)奈恢糜伸o止?jié)L下，觀察小球在木條上的落點(diǎn)，并在白紙上標(biāo)出相應(yīng)的點(diǎn)，得到小球運(yùn)動(dòng)過程中的一個(gè)位置；
⑤把水平木條向下移動(dòng)，重復(fù)④的操作，讓小球從斜槽上相同位置由靜止?jié)L下，得到小球運(yùn)動(dòng)過程中的多個(gè)位置；
⑥從木板上取下白紙；
…
上述步驟中，有一個(gè)步驟有錯(cuò)誤，請(qǐng)指出錯(cuò)誤步驟所在并加以改正③過O點(diǎn)做重垂線的垂線為X軸．
（2）根據(jù)畫出的軌跡測(cè)出小球多個(gè)位置的坐標(biāo)（x，y），畫出y-x²圖象如圖乙所示，圖線是一條過原點(diǎn)的直線，說明小球運(yùn)動(dòng)的軌跡形狀是拋物線；設(shè)該直線的斜率為k，重力加速度為g，則小鐵塊從軌道末端飛出的速度v₀=$\sqrt{\frac{g}{2k}}$．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和操作的注意事項(xiàng)確定錯(cuò)誤的步驟．根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，抓住等時(shí)性，結(jié)合位移公式求出y與x²的表達(dá)式，結(jié)合圖線的斜率求出初速度的大�。�

解答 解：（1）第三個(gè)步驟有錯(cuò)誤，應(yīng)過O點(diǎn)做重錘線的垂線為x軸．
（2）小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線．
根據(jù)y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，x=v₀t
得：y=$\frac{1}{2}g\frac{{x}^{2}}{{{v}_{0}}^{2}}$，
可知圖線的斜率k=$\frac{g}{2{{v}_{0}}^{2}}$，
解得：${v}_{0}=\sqrt{\frac{g}{2k}}$．
故答案為：（1）③過O點(diǎn)做重垂線的垂線為X軸；（2）拋物線；（3）$\sqrt{\frac{g}{2k}}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(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)公式靈活求解，基礎(chǔ)題．