Question

3．在做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．
（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出一些操作要求，將你認(rèn)為正確選項(xiàng)的前面字母填在橫線上：ace．
（a）通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
（b）每次釋放小球的位置可以不同
（c）每次必須由靜止釋放小球
（d）記錄小球位置用的木條（或凹槽）每次必須嚴(yán)格地等距離下降
（e）小球運(yùn)動(dòng)時(shí)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(diǎn)連成折線
（2）在利用平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡建立坐標(biāo)系的時(shí)候，誤將記錄的拋物線上的某點(diǎn)A當(dāng)做拋出點(diǎn)而建立如圖所示的坐標(biāo)系，則物體拋出時(shí)的水平初速度大小為2m/s，其真正拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為（-20cm，-5cm）．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線；
（2）平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．根據(jù)豎直方向上△y=gT²，求出時(shí)間間隔，然后根據(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，從而求出運(yùn)動(dòng)的水平位移和豎直位移，即可求出平拋運(yùn)動(dòng)的初始位置．

解答 解：（1）a、通過(guò)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(dòng)．故a正確．
b、因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)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c正確，b錯(cuò)誤．
d、因平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間里，位移越來(lái)越大，因此木條（或凹槽）下降的距離不應(yīng)是等距的，故d錯(cuò)誤．
e、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)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(guò)不同高度的位置記錄在紙上后，取下紙，平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來(lái)，故f錯(cuò)誤；
故選：ace
（2）在豎直方向上△y=gT²，則有：T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{0.25-0.15}{10}}$s=0.1s．
則初速度為：${v}_{0}=\frac{x}{t}=\frac{0.2}{0.1}=2m/s$．
B點(diǎn)豎直方向上的分速度為：${v}_{By}=\frac{{h}_{AC}}{2T}=\frac{0.4}{0.2}=2m/s$．
則運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為：t=$\frac{{v}_{By}}{g}=\frac{2}{10}$=0.2s．
已運(yùn)動(dòng)的水平位移為：x=vt=0.4m，
豎直位移為：y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=0.2m．
所以平拋運(yùn)動(dòng)的初位置的橫坐標(biāo)為0.4-0.2m=-0.2m=-20cm．縱坐標(biāo)為0.15-0.2=-0.05m=-5cm．
故答案為：（1）ace；（2）2，-20，-5

點(diǎn)評(píng) 解決平拋實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理，要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解，掌握平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)．