Question

3．“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，可以描繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下：
A．安裝好器材，注意調(diào)整斜槽末端切線(xiàn)水平，記下平拋初位置O點(diǎn)和過(guò)O點(diǎn)的豎直線(xiàn)．
B．讓小球多次從斜槽上相同位置上由靜止?jié)L下，在一張印有小方格的紙記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置，如圖中a、b、c、d所示．
C．取下白紙以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線(xiàn)為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線(xiàn)畫(huà)平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡．
如圖所示，某同學(xué)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，在小方格紙上畫(huà)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡以后，又在軌跡上取出a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)（軌跡已擦去）．已知小方格紙的邊長(zhǎng)L=0.9cm．g取10m/s²．請(qǐng)你根據(jù)小方格紙上的信息，通過(guò)分析計(jì)算完成下面幾個(gè)問(wèn)題：
①小球從a→b、b→c、c→d所經(jīng)歷的時(shí)間相等 （填“相等”或“不相等”）；
②平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)小球從a→b、b→c、c→d的豎直方向位移差，求出小球從a→b、b→c、c→d所經(jīng)歷的時(shí)間是0.03s；
③再根據(jù)水平位移，求出小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v₀=0.6m/s；
④從拋出點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間是0.045s．

Answer 1

分析 （1）該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是，確保小球每次拋出的初速度相同，而且初速度是水平的，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要特別注意這兩點(diǎn)．
（2）平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，結(jié)合水平位移的大小比較經(jīng)歷的時(shí)間；根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時(shí)間間隔；根據(jù)水平位移和時(shí)間求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．根據(jù)豎直方向ac間的平均速度求出b點(diǎn)豎直方向的分速度v_y，再根據(jù)t=$\frac{{v}_{y}}{g}$求解時(shí)間．

解答 解：A、該是實(shí)驗(yàn)中要保證每次小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡相同，這就要求小球平拋的初速度相同，而且初速度是水平的，因此在具體實(shí)驗(yàn)操作中要調(diào)整斜槽末端水平；
①小球從a→b、b→c、c→d水平位移相等，因?yàn)樗�平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以經(jīng)歷的時(shí)間相等．
②根據(jù)△y=L=gT²得：$\sqrt{\frac{L}{g}}=\sqrt{\frac{0.009}{10}}=0.03s$
③平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v₀=$\frac{2L}{T}=\frac{2×0.009}{0.03}=0.6m/s$
④設(shè)b點(diǎn)豎直方向的分速度v_y，則v_y=$\frac{L+2L}{2T}=\frac{3×0.009}{0.06}=0.45m/s$
則從拋出點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間是$t=\frac{{v}_{y}}{g}=\frac{0.45}{10}=0.045s$
故答案為：斜槽末端切線(xiàn)水平；相等； 0.03； 0.6； 0.045．

點(diǎn)評(píng) 關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)要掌握實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)原理，要親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解．