Question

10．實驗小組的同學為了測量平拋運動的初速度，采用如下兩種方案．（g=10m/s²）

（1）方案一：用圖甲所示裝置，實驗時先使小球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，進入水平槽后拋出，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕跡，如圖乙所示，刻度尺的零刻度線與水平槽末端的豎直投影點對齊，小球的水平位移為60.18cm．測得槽末端到地面的高度為0.45m，則小球做平拋運動的初速度為2.0m/s（結果保留二位有效數字）．
（2）方案二：如圖丙所示，實驗小組同學描繪出平拋運動的軌跡，建立坐標系并用刻度尺測量了相關數據，由圖丙可求得平拋運動的初速度為2.0m/s（結果保留二位有效數字）．
（3）實驗中，下列說法正確的是ACD．
A．應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B．斜槽軌道必須光滑
C．空氣阻力對小球運動的影響是產生誤差的原因之一
D．要使描出小球運動的軌跡更好地反映實際運動，記錄的點應適當多一些
E．為了比較準確地描出小球運動軌跡，應該用一條曲線所所有的點連接起來．

Answer 1

分析 平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動，根據平拋運動的基本公式即可求解．
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時間間隔，結合水平位移和時間間隔求出初速度．
在實驗中要畫出平拋運動軌跡，必須確保小球做的是平拋運動，所以斜槽軌道末端一定要水平，同時斜槽軌道要在豎直面內．要畫出軌跡，需要確定很多點，因此為了保證每次軌跡相同，要求小球小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下．

解答 解：（1）從刻度尺讀出小球的水平位移為60.18cm
根據h=$\frac{1}{2}$gt2得：
t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.45}{10}}s=0.3s$，
則水平初速度v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{60.18cm}{0.3s}=200.6cm/s=2.0m/s$
（2）${y}_{1}^{\;}=3.2-0.8=2.4cm$
${y}_{2}^{\;}=7.2-3.2=4cm$
在豎直方向上，根據△y=gT²得，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{4cm-2.4cm}{10}}$=$\sqrt{\frac{1.6×1{0}_{\;}^{-2}}{10}}=0.04s$，
則平拋運動的初速度v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{0.08m}{0.04s}=2m/s$=2.0m/s．
（3）A、為保證小球做平拋運動的初速度相等，應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下，故A正確；
B、實驗時只要把小球從斜槽的同一位置由靜止滑下即可保證小球做平拋運動的初速度相等，不需要斜槽軌道光滑，故B錯誤；
C、空氣阻力對小球運動有較大影響時，物體做的就不是平拋運動了，平拋的規(guī)律就不能用了，空氣阻力對小球運動的影響是產生誤差的原因之一，故C正確；
D、要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些，故D正確；
E、要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些，最后軌跡應連成平滑的曲線，不是要把所有點的連接起來．故E錯誤；
故選：ACD；
故答案為：（1）2.0     （2）2.0     （3）ACD

點評 對于平拋運動問題，一定明確其水平和豎直方向運動特點，二是能根據平拋運動基本公式解題，難度不大，屬于基礎題．
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，要注重學生對探究原理的理解，提高解決問題的能力，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，抓住等時性，結合運動學公式和推論靈活求解．