Question

10．（1）研究平拋運動，下面哪些做法可以減小實驗誤差ACD
A．使用密度大、體積小的鋼球
B．盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦
C．實驗時，讓小球每次都從同一高度由靜止開始滾下
D．使斜槽末端的切線保持水平
（2）某同學設計了如圖1的實驗：將兩個傾斜滑道固定在同一豎直平面內(nèi)，最下端水平，滑道2與光滑水平板吻接．把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的同一高度由靜止開始同時釋放，則他將觀察到的現(xiàn)象是兩個小球?qū)�發(fā)生碰撞，這說明平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．
（3）在做本實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡，為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：ACE．
A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B．每次釋放小球的位置必須不同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．用鉛筆記錄小球位置時，每次必須嚴格地等距離下降
E．小球運動時不應與木板上的白紙（或方格紙）相觸
F．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線
（4）如圖所2示為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm，如果取g=10m/s²，那么：
（1）照相機的閃光頻率是10Hz；
（2）小球運動中水平分速度的大小是1.5m/s；
（3）小球經(jīng)過B點時的速度大小是2.5m/s．

Answer 1

分析 （1）在實驗中讓小球能做平拋運動，并能描繪出運動軌跡，該實驗能否成功的關鍵是每次小球拋出的初速度要相同而且水平，因此要求從同一位置多次無初速度釋放．
（2）兩鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，球2離開斜面后做勻速直線運動，球1做平拋運動，通過觀察兩球是否發(fā)生碰撞，從而確定平拋在水平方向的運動性質(zhì)．
（3）保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，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，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應連成平滑的曲線．
（4）平拋運動在豎直方向上是勻變速運動，由BC和AB之間的距離差可以求出時間間隔，也就可以求出閃光頻率；在水平方向上是勻速直線運動，由ABC三點在水平方向上的位移，和兩點之間的時間間隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；B點水平速度與初速度相等，再求出豎直方向的速度，求它們的合速度，就是B的速度．

解答 解：（1）A、使用密度大、體積小的鋼球可以減小做平拋運動時的空氣阻力，能減小誤差，故A正確；
B、該實驗要求小球每次拋出的初速度要相同而且水平，因此要求小球從同一位置靜止釋放，至于鋼球與斜槽間的摩擦沒有影響，故B錯誤；
C、為確保有相同的水平初速度，所以要求從同一位置無初速度釋放，能減小誤差，故C正確；
D、實驗中必須保證小球做平拋運動，而平拋運動要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽軌道必須要水平，能減小誤差，故D正確．
故選：ACD．
（2）兩鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，球1離開斜面后做勻速直線運動，球2做平拋運動，水平方向速度相同，觀察到的現(xiàn)象是球1落到光滑水平板上并擊中球2，說明平拋運動在水平方向上是勻速直線運動．
（3）A、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運動．故A正確．
B、因為要畫同一運動的軌跡，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錯誤，C正確．
D、因平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，在相同時間里，位移越來越大，因此木條（或凹槽）下降的距離不應是等距的，故D錯誤．
E、做平拋運動的物體在同一豎直面內(nèi)運動，固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直，小球運動時不應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)過不同高度的位置記錄在紙上后，取下紙，平滑的曲線把各點連接起來，故F錯誤；
故選：ACE
（4）在豎直方向上有：△h=gT²，其中△h=（5-3）×5cm=10cm=0.1m，
代入數(shù)據(jù)求得：T=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$=0.1s，
則頻率為：f=$\frac{1}{T}$=10Hz，
（2）水平方向勻速運動，有：s=v₀t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=T=0.1s，
代入數(shù)據(jù)解得：v₀=$\frac{0.15}{0.1}$=1.5m/s，
根據(jù)勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度等于該過程的平均速度，在B點有：
v_By=$\frac{{h}_{AC}}{2T}$=$\frac{8×0.05}{0.2}$=2m/s，
則B點的速度為：v_B=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{By}^{2}}$=$\sqrt{{2}^{2}+1．{5}^{2}}$=2.5m/s
故答案為：（1）ACD；（2）兩個小球?qū)�發(fā)生碰撞，平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．
（3）ACE；（4）10，1.5，2.5．

點評 本題研究平拋運動在水平方向和豎直方向兩個方向分運動的情況，采用比較法，考查對實驗原理和方法的理解能力．對于平拋運動問題，一定明確其水平和豎直方向運動特點，尤其是在豎直方向熟練應用勻變速直線運動的規(guī)律和推論解題．