Question

12．在做“研究平拋物體的運動”的實驗中，采用了如圖1所示的裝置．

（1）實驗前應對實驗裝置反復調節(jié)，直到斜槽末端切線水平．每次讓小球從斜槽上同一位置由靜止釋放，是為了保證小球拋出時初速度相同．
（2）如圖2所示是在一次實驗中用的方格紙，方格邊長L=5cm，通過實驗，記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖所示，已知小球質量m=2kg，則該小球做平拋運動的初速度大小為1.5m/s，小球經過B點時重力的功率為40W．（g取10m/s² ）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟．
（2）根據(jù)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，結合水平位移和時間間隔求出初速度．根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的豎直分速度，結合瞬時功率的公式求出重力的功率．

解答 解：（1）為了保證小球的初速度水平，斜槽末端應切線水平．每次讓小球從斜槽上同一位置由靜止釋放，是為了保證小球拋出時初速度相等．
（2）在豎直方向上，根據(jù)△y=gT²得，相等的時間間隔T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{0.05×2}{10}}s=0.1s$，則小球平拋運動的初速度${v}_{0}=\frac{3L}{T}=\frac{3×0.05}{0.1}m/s=1.5m/s$．
小球在B點時豎直分速度${v}_{yB}=\frac{8L}{2T}=\frac{8×0.05}{0.2}m/s=2m/s$，小球經過B點時重力的功率P=mgv_yB=20×2W=40W．
故答案為：（1）水平，初速度相同，（2）1.5，40．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及操作中的注意事項，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靈活求解．