Question

6．（1）為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時(shí)A球被松開(kāi)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面；如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平．把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放，滑道2與光滑水平板連接，則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明AB
A．甲實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．
B．乙實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C．不能說(shuō)明上述規(guī)律中的任何一條
D．甲、乙二個(gè)實(shí)驗(yàn)均能同時(shí)說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平、豎直方向上的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
（2）關(guān)于“研究物體平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是BCE
A．小球與斜槽之間有摩擦?xí)�增大�?shí)驗(yàn)誤差
B．安裝斜槽時(shí)其末端切線應(yīng)水平
C．小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開(kāi)始釋放
D．小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度盡可能低一些．
E．將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行
F．在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O，作為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和所建坐標(biāo)系的原點(diǎn)
（3）如圖丙，某同學(xué)在做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖丁所示的小球運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已標(biāo)出．則：（g取10m/s²）

①小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為2m/s．
②小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速度為2.5m/s
③拋出點(diǎn)坐標(biāo)x=-10cmy=-1.25cm．

Answer 1

分析 （1）在甲實(shí)驗(yàn)中，兩球始終同時(shí)落地，則豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，在乙實(shí)驗(yàn)中，兩球相撞，知兩球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同；
（2）在實(shí)驗(yàn)中讓小球在固定斜槽滾下后，做平拋運(yùn)動(dòng)，記錄下平拋后運(yùn)動(dòng)軌跡．然后在運(yùn)動(dòng)軌跡上標(biāo)出特殊點(diǎn)，對(duì)此進(jìn)行處理，由于是同一個(gè)軌跡，因此要求拋出的小球初速度是相同的，所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)必須確保拋出速度方向是水平的，同時(shí)固定的斜槽要在豎直面；
（3）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)，根據(jù)豎直方向上△y=gT²，求出時(shí)間間隔，再根據(jù)水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)求出初速度．
求出b點(diǎn)在豎直方向上的速度，即可求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和b點(diǎn)速度，從而求出此時(shí)小球水平方向和豎直方向上的位移，即可求出拋出點(diǎn)的坐標(biāo)．

解答 解：（1）A、用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時(shí)A球被松開(kāi)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面，知B球豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與A球相同，即平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)．故A正確．
B、把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，知1球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與2球相同，即平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．故B正確，C、D錯(cuò)誤；
（2）A、小球與斜槽之間有摩擦，不會(huì)影響小球做平拋運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)很關(guān)鍵的地方是要保證小球能夠水平飛出，只有水平飛出時(shí)小球才做平拋運(yùn)動(dòng)，則安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，斜槽末端切線必須水平的目的是為了保證小球飛出時(shí)初速度水平，故B正確；
C、由于要記錄小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，必須重復(fù)多次，才能畫(huà)出幾個(gè)點(diǎn)，因此為了保證每次平拋的軌跡相同，所以要求小球每次從同一高度釋放，故C正確；
D、小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度不能太低，故D錯(cuò)誤．
E、根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知其運(yùn)動(dòng)軌跡在豎直平面內(nèi)，因此在實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)使用重錘線調(diào)整面板在豎直平面內(nèi)，即要求木板平面與小球下落的豎直平面平行，故E正確；
F、在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O，不能作為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，故F錯(cuò)誤；
故選：BCE．
（3）①在豎直方向上△y=gT²，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$=0.1s．
則小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{0.2}{0.1}$m/s=2m/s．
②b點(diǎn)在豎直方向上的分速度v_by=$\frac{{y}_{ac}}{2T}$=1.5m/s，
小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速度為v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{by}^{2}}$=2.5m/s
③則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=$\frac{{v}_{by}}{g}$=0.15s．
 水平方向上的位移x₁=vt=0.3m，豎直方向上的位移y=$\frac{1}{2}$gt²=0.1125m．
所以開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)x=0.2-0.3=-0.1m=-10cm，
y=0.1-0.1125=-0.0125m=-1.25cm；
故答案為：（1）AB；（2）BCE；（3）①2，②2.5，③-10，-1.25．

點(diǎn)評(píng) 在實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)現(xiàn)讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵，同時(shí)讓學(xué)生知道描點(diǎn)法作圖線方法：由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得來(lái)的點(diǎn)，進(jìn)行平滑連接起來(lái)；
同時(shí)解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(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)．