Question

（Ⅰ）某同學(xué)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸出射初速度的實(shí)驗(yàn)方法，提供的器材：①彈射器（含彈丸）；②鐵架臺(tái)（帶有夾具）；③刻度尺．
（1）如示意圖1安裝好實(shí)驗(yàn)器材；
（2）在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意使彈射器

保持水平

；
（3）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量及其符號(hào)是：

豎直位移y

 和

水平位移x

；
（4）由于彈射器每次彈出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法是：在不改變高度的情況下，

多次實(shí)驗(yàn)，并分別測(cè)出各次的水平位移，求出平均水平位移．

；
（5）彈丸出射初速度的表達(dá)式：v=

x

g 2y

．
（Ⅱ） 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖2所示．（O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn)）（g取9.8m/s²）
若重錘的質(zhì)量為m，根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算：
（1）重錘從開始下落到打B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢(shì)能是

1.911m

J；
（2）重錘從開始下落到打B點(diǎn)時(shí)，增加的動(dòng)能是_

1.89m

J；
（3）本實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是

在允許的范圍內(nèi)，重錘減小的重力勢(shì)能等于其動(dòng)能的增加，驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

；產(chǎn)生誤差的主要原因是

重錘在下落時(shí)要受到阻力作用（對(duì)紙帶的摩擦力、空氣阻力）．

．

Answer 1

分析：（1）由題意可知，要測(cè)小球的初速度，則一定要利用平拋規(guī)律，由平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的規(guī)律可得出問題答案；
（2）該實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是在知道原理的情況下進(jìn)行驗(yàn)證，因此求出物體下落時(shí)重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量是否相等即可驗(yàn)證，但是由于存在誤差，物體下落時(shí)克服阻力做功，因此重力勢(shì)能的減小量略大于動(dòng)能的增加量．

解答：解：（Ⅰ）本題小球被拋出后應(yīng)坐平拋運(yùn)動(dòng)才能測(cè)定小球的初速度，故小球飛出時(shí)的速度應(yīng)為水平，即彈射器末端應(yīng)保持水平；為了計(jì)算出末速度，需要小球下落的高度及水平的位移；注意在測(cè)量水平分位移時(shí)，應(yīng)取多次彈射的中心；
（1）在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意使彈射器保持水平．
（2）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量及其符號(hào)是：豎直位移y和水平位移x．
（3）由于彈射器每次彈出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法是：在不改變高度的情況下，多次實(shí)驗(yàn)，并分別測(cè)出各次的水平位移，求出平均水平位移．
（4）由x=v₀t；h=

1

2

gt²，聯(lián)立解得：
其計(jì)算公式為v₀=x

g 2y

，
（Ⅱ）：（1）重力勢(shì)能的減小量為：△E_P=mgh_OB=1.911m（J）
（2）B點(diǎn)時(shí)的速度為v_B=

xAC

tAC

=1.944（m/s）
重錘下落到B點(diǎn)時(shí)增加的動(dòng)能為：△EkB=

1

2

mv

2 B

=1.89m（J）
（3）根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以得出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在允許的范圍內(nèi)，重錘減小的重力勢(shì)能等于其動(dòng)能的增加，驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
產(chǎn)生誤差的主要原因是重錘在下落時(shí)要受到阻力作用（對(duì)紙帶的摩擦力、空氣阻力）．
故答案為：（Ⅰ）（2）保持水平
（3）豎直位移y，水平位移x
（4）多次實(shí)驗(yàn)，并分別測(cè)出各次的水平位移，求出平均水平位移．
（5）x

g 2y

（Ⅱ）（1）1.911m
（2）1.89m
（3）在允許的范圍內(nèi)，重錘減小的重力勢(shì)能等于其動(dòng)能的增加，驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
重錘在下落時(shí)要受到阻力作用（對(duì)紙帶的摩擦力、空氣阻力）．

點(diǎn)評(píng)：（1）平拋運(yùn)動(dòng)要注意其數(shù)據(jù)的處理，分為水平和豎直兩個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)；
（2）通過該題理解驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)原理，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/div>