Question

19．在做研究平拋運(yùn)動的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動，通過描點法畫出小球平拋運(yùn)動的軌跡．
（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動軌跡，下面列出一些操作要求，將你認(rèn)為正確選項的前面字母填在橫線上：ace．
（a）通過調(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)動時不應(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，用直尺將點連成折線
（2）某同學(xué)在研究平拋運(yùn)動時，采用以下方法．如圖所示，在實驗中用了一塊平木板附上復(fù)寫紙和白紙，豎直立于正對槽口前某處，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，小球再從斜槽上P處由靜止滑下再得到痕跡C．A、B間距離y₁，B、C間距離y₂．若測得木板后移距離x=10.0cm，測得y₁=5.0cm，y₂=9.9cm．
①根據(jù)以上測量量導(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(yùn)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(yùn)動軌跡改變，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，將平拋運(yùn)動分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論△x=aT²，由y₁、y₂求出A到B或B到C的時間，再求出初速度．

解答 解：（1）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(yùn)動．故a正確．
b、c、因為要畫同一運(yùn)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(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)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(yīng)是等距的，故d錯誤．
e、做平拋運(yùn)動的物體在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動，固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直，小球運(yùn)動時不應(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．
（2）平拋物體水平方向勻速運(yùn)動可知：A到B和B到C的時間相同，設(shè)為T，因此根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(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，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）$x\sqrt{\frac{g}{{{y_2}-{y_1}}}}$；  $\sqrt{2}$

點評 解決平拋實驗問題時，要特別注意實驗的注意事項．在平拋運(yùn)動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要注重學(xué)生對探究原理的理解．