Question

4．在做研究平拋運動的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡．
（1）為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出一些操作要求，將你認為正確選項的前面字母填在橫線上：ce．
（a）通過調節(jié)使斜槽的末端稍微傾斜一定角度
（b）每次釋放小球的位置必須不同
（c）每次必須由靜止釋放小球
（d）記錄小球位置用的木條（或凹槽）每次必須嚴格地等距離下降
（e）小球運動時不應與木板上的白紙（或方格紙）相接觸
（f）將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線
（2）如圖所示是在“研究平拋物體的運動”的實驗中記錄的一段軌跡．已知物體是從原點O水平拋出，經測量C點的坐標為（60，45）．則平拋物體的初速度v₀=2米/秒，物體經過B點時的速度V_B=2$\sqrt{2}$米/秒．

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運動必須通過調節(jié)使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應連成平滑的曲線．
（2）平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，取OC過程，根據(jù)豎直方向上y=$\frac{1}{2}$gt²，求出時間，再根據(jù)水平方向上的勻速直線運動求出初速度．根據(jù)水平位移求出相等的時間間隔，根據(jù)運動學公式求出B點豎直方向上的瞬時速度，根據(jù)平行四邊形定則求出合速度的大小．

解答 解：（1）a、通過調節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運動．故a錯誤．
bc、因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，故b錯誤，c正確．
d、因平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，在相同時間里，位移越來越大，因此木條（或凹槽）下降的距離不應是等距的，故d錯誤．
e、只要從斜槽軌道拋出后，做平拋運動即可，與是否光滑無關，故e正確；
f、將球經過不同高度的位置記錄在紙上后，取下紙，平滑的曲線把各點連接起來，故f錯誤；
故選：ce．
（2）取OC過程，根據(jù)豎直方向上y=$\frac{1}{2}$gt²
得：t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}$=0.3s
則小球平拋運動的初速度v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.6}{0.3}$m/s=2m/s．
相等的時間間隔T=$\frac{x′}{{v}_{0}}$=$\frac{0.2}{2}$=0.1s．
C點豎直方向上的分速度v_yc=gt=3m/s，則B點豎直方向上的分速度v_yB=v_yc-gT=2m/s．
則v_B=$\sqrt{{2}^{2}+{2}^{2}}$=2$\sqrt{2}$m/s；
故答案為：（1）ce；（2）2；2$\sqrt{2}$．

點評 解決平拋實驗問題時，要特別注意實驗的注意事項．在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要注重學生對探究原理的理解．
解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動．