Question

15．某同學根據(jù)平拋運動原理設(shè)計粗測玩具手槍彈丸的發(fā)射速度v₀的實驗方案，實驗示意圖如圖1所示，已知沒有計時儀器．
（1）實驗中需要的測量器材是刻度尺；
（2）用玩具手槍發(fā)射彈丸時應(yīng)注意要盡量保證彈丸從彈口射出后沿水平方向；
（3）實驗中需要測量的量是（并在圖中用字母標出）玩具手槍離地高度H和彈丸出口后的水平位移X；
（4）計算公式V₀=x$\sqrt{\frac{g}{2h}}$．
（5）用一張印有小方格的紙記錄手槍彈丸的軌跡，小方格的邊長L=1.25cm．若彈丸在平拋運動途中的幾個位置如圖2中的a、b、c、d所示，則其平拋的初速度的計算式為：V₀=2$\sqrt{gL}$（用L、g表示），其值是0.70m/s．（取g=9.8m/s²，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 手槍彈丸做平拋運動，根據(jù)高度求出平拋運動的時間，結(jié)合水平位移和時間求出平拋運動的初速度．

解答 解：（1）（3）在該實驗中需要測量彈丸平拋運動的高度h和水平位移x，所以需要測量器材刻度尺．
（2）為了使彈丸做平拋運動，應(yīng)使槍口保持水平，盡量保證彈丸從彈口射出后沿水平方向．
（4）根據(jù)h=$\frac{1}{2}$gt²得，t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$，則平拋運動的初速度v₀=$\frac{x}{t}$=x$\sqrt{\frac{g}{2h}}$
（5）在豎直方向上有：△h=gT²，其中△h=（2-1）L=L，
L=1.25cm=0.0125m
代入求得：T=$\sqrt{\frac{L}{g}}$
v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{2L}{\sqrt{\frac{L}{g}}}$=2$\sqrt{gL}$
代入數(shù)據(jù)，解得：v₀=2$\sqrt{9.8×0.0125}$=0.70m/s；
故答案為：（1）刻度尺；（2）要盡量保證彈丸從彈口射出后沿水平方向；（3）玩具手槍離地高度H和彈丸出口后的水平位移X；（4）x$\sqrt{\frac{g}{2h}}$；（5）2$\sqrt{gL}$；0.70．

點評 解決本題的關(guān)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(jié)合運動學公式進行求解．