Question

20．（1）在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，為了正確描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，在固定弧形斜槽時(shí)，應(yīng)注意使斜槽末端切線水平；實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次使小球由靜止?jié)L下都應(yīng)注意從同一位置釋放．
（2）在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過的位置，用如圖所示的裝置，將一塊平木板釘上復(fù)寫紙和白紙，豎直立于槽口前某處且和斜槽所在的平面垂直，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，再得到痕跡C．若測得木板每次后移距離x=20.00cm，A、B間距離y₁=4.70cm，B、C間距離y₂=14.50cm．（g取9.80m/s²）
根據(jù)以上直接測量的物理量推導(dǎo)出小球初速度的計(jì)算公式為v₀=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$．（用題中所給字母表示）．小球初速度值為2m/s．

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過調(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）小球離開導(dǎo)軌后做平拋運(yùn)動(dòng)，將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²，由y₁、y₂求出A到B或B到C的時(shí)間，再求出初速度．

解答 解：（1）為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)保持斜槽末端切線水平．為保證小球的初速度相等，則每次讓小球從同一位置由靜止釋放．
（2）設(shè)時(shí)間間隔為t，由x=v₀t，y₂-y₁=gt²，解得：v₀=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$，將x=20.00cm，y₁=4.70cm，y₂=14.50cm代入求得v₀=2m/s
故答案為：（1）斜槽末端切線水平；從同一位置釋放；
（2）$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$，2．

點(diǎn)評 平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和推論可以運(yùn)用．