Question

8．某同學(xué)利用圖1所示裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡，但不慎將畫有軌跡圖線的坐標(biāo)紙丟失了一部分，剩余部分如圖2所示，圖2中水平方向與豎直方向每小格的長(zhǎng)度均代表0.10m，P₁、P₂和P₃是軌跡圖線上的3個(gè)點(diǎn)，P₁和P₂、P₂和P₃之間的水平距離相等．（g=10m/s²，不計(jì)空氣阻力）

（1）在本實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生誤差的可能原因有：ACD
A．小球每次從斜槽滑下的初始位置不同    B．小球與斜槽之間有摩擦
C．安裝斜槽時(shí)其末端不水平     D．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)與豎直板上的白紙有摩擦
（2）利用圖2中平拋軌跡及P₁、P₂和P₃三點(diǎn)，求出小球從P₁運(yùn)動(dòng)到P₂所用的時(shí)間為0.2s，小球拋出后的水平速度大小為3m/s．
（3）小球運(yùn)動(dòng)到P₂點(diǎn)時(shí)速度大小為5m/s．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，為了小球做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽的末端水平，為了使初速度相等，每次從斜槽的同一位置由靜止釋放，與斜槽、小球間有無(wú)摩擦無(wú)關(guān)．
（2）根據(jù)豎直方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)△h=gt²，求出物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后利用水平方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)即可求出平拋的初速度（水平速度）．
（3）先求出P₂點(diǎn)豎直方向速度，再根據(jù)平行四邊形法則求出P₂點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）A、小球每次從斜槽滑下的初始位置不同，則到達(dá)底端的速度不同，產(chǎn)生誤差．故A正確．
B、只要每次從斜槽的同一位置由靜止釋放，到達(dá)底端的速度相同，與小球是否收到斜槽的摩擦力無(wú)關(guān)．故B錯(cuò)誤．
C、安裝斜槽時(shí)其末端不水平，則平拋運(yùn)動(dòng)的初速度不水平，則誤差增大．故C正確．
D、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小球與木板上的白紙（或方格紙）無(wú)摩擦，可以減小誤差．故D正確．
故選：ACD．
（2）根據(jù)圖（2）可解得：|y₁-y₂|=6×0.10m=0.60m，|y₂-y₃|=10×0.10m=1.00m，|x₁-x₂|=6×0.10m=0.60m．
小球經(jīng)過(guò)P₁、P₂、和P₃之間的時(shí)間相等，在豎直方向有：h₁=0.60m，h₂=1.00m
連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù)：△h=gt²，
水平方向勻速運(yùn)動(dòng)：x=v₀t
其中△h=1.00-0.60=0.40m，x=0.60m，
代入數(shù)據(jù)解得：t=0.2s，v₀=3m/s
（3）P₂點(diǎn)豎直方向速度v_y2=$\frac{{y}_{13}}{2T}$=$\frac{16×0.1}{0.4}$=4.0m/s，
則P₂點(diǎn)的速度v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y2}^{2}}$=$\sqrt{{3}^{2}+{4}^{2}}$=5m/s．
故答案為：（1）ACD； （2）0.2；3； （3）5．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考察了平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解和應(yīng)用，尤其是有關(guān)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及推論的應(yīng)用，是一道考查能力的好題目．