Question

8．請根據“研究平拋運動”實驗的目的及要求回答下列問題：

（1）在實驗中，讓小球多次從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，在白紙上依次記下小球的位置，就可描出小球運動的軌跡，某甲和某乙得到的記錄紙分別如圖甲、乙所示，從圖中明顯地看出：甲的實驗錯誤是槽口未調成水平．
（2）某同學在做該實驗時，忘了記錄拋出點，但他在豎直墻上準確記錄了拋物線軌跡的一部分，如圖丙所示（O點不是拋出點），x軸沿水平方向，由圖中所給的數據可求出平拋物體的初速度大小是4m/s，拋出點的坐標為x=-80cm，y=-20cm．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 為了保證小球做平拋運動，斜槽的末端需調成水平．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的時間間隔，從而根據水平位移求出平拋運動的初速度．
根據豎直方向上某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點豎直方向上的分速度，從而求出運動的時間，結合水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律求出B與拋出點的水平位移和豎直位移，從而得出拋出點的坐標．

解答 解：（1）甲的實驗錯誤，小球未做平拋運動，即槽口未調成水平．
（2）在豎直方向上，根據△y=gT²得，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{0.45-0.35}{10}}s=0.1s$，
則平拋運動的初速度${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{0.4}{0.1}m/s=4m/s$．
B點豎直方向上的分速度${v}_{yB}=\frac{{y}_{AC}}{2T}=\frac{0.8}{0.2}m/s=4m/s$，
則運動的時間t=$\frac{{v}_{yB}}{g}=\frac{4}{10}s=0.4s$，
水平位移x=v₀t=1.6m=160cm，所以拋出點的橫坐標為80cm-160cm=-80cm．
豎直位移y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×10×0.16m=0.8m=80cm$，所以拋出點的縱坐標為60cm-80cm=-20cm．
故答案為：（1）槽口未調成水平，（2）4，-80，-20．

點評 解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結合運動學公式和推論進行求解．