Question

8．（1）如圖1所示，該裝置為研究物體做平拋運動初速度的裝置，下列操作步驟中不需要的或者不正確的有：C（填該步驟的代號）．
（A）用重錘線把木板調節(jié)到豎直方向，并在白紙上描出拋出點的位置；
（B）調節(jié)斜槽末端的切線方向為水平方向；
（C）小球每次釋放時的高度應該是相同的，測出小球釋放時的位置離桌面的高度；
（D）調節(jié)鉛筆尖的位置，當小球剛好經過鉛筆尖時，在白紙上描出該位置．描出多個點后，用平滑的曲線把這些點連起來，就得到小球做平拋運動的軌跡．

（2）在記錄小球軌跡的白紙上，記錄了豎直向下的y軸方向和水平x軸方向以及軌跡上三個點A、B、C的位置，如圖2所示．測量A、B和B、C間水平距離x_AB=x_BC=15cm，豎直方向的距離y_AB=15cm，y_BC=25cm．由此可以計算出小球做平拋運動的初速度大小v₀=1.5m/s．小球通過B點的瞬時速度的大小v_B=2.5m/s．（取g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理以及操作中的注意事項確定不正確的操作步驟．
（2）根據豎直方向上連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結合水平位移和時間間隔求出平拋運動的初速度．根據某段時間內平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的豎直分速度，結合平行四邊形定則求出B點的速度大�。�

解答 解：（1）實驗中為了保證小球的初速度水平，應保持斜槽末端水平，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，不需要測量小球釋放時的位置離桌面的高度，故B正確，C錯誤．
用重錘線把木板調節(jié)到豎直方向，并在白紙上描出拋出點的位置，故A正確．
節(jié)鉛筆尖的位置，當小球剛好經過鉛筆尖時，在白紙上描出該位置．描出多個點后，用平滑的曲線把這些點連起來，得出小球的運動軌跡，故D正確．
本題選錯誤的，故選：C．
（2）在豎直方向上，根據${y}_{BC}-{y}_{AB}=g{T}^{2}$得，T=$\sqrt{\frac{{y}_{BC}-{y}_{AB}}{g}}=\sqrt{\frac{0.25-0.15}{10}}s=0.1s$，則初速度${v}_{0}=\frac{{x}_{AB}}{T}=\frac{0.15}{0.1}m/s=1.5m/s$．
B點的豎直分速度${v}_{yB}=\frac{{y}_{AB}+{y}_{BC}}{2T}=\frac{0.15+0.25}{0.2}m/s$=2m/s，根據平行四邊形定則得，小球通過B點的速度${v}_{B}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yB}}^{2}}$=$\sqrt{1．{5}^{2}+{2}^{2}}=2.5m/s$．
故答案為：（1）C，（2）1.5m/s，2.5m/s．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及操作中的注意事項，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結合運動學公式和推論靈活求解．