Question

【題目】為了探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，老師做了如下兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：

(1)為了說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開(kāi)自由下落。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的有________________。

A.所用兩球的質(zhì)量必須相等

B.只做一次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩球同時(shí)落地，即可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論

C.應(yīng)改變裝置的高度多次實(shí)驗(yàn)

D.本實(shí)驗(yàn)也能說(shuō)明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

(2)如圖所示，兩個(gè)相同的弧形軌道M 、N位于同一豎直面內(nèi)，其中N軌道的末端與光滑的水平地面相切。兩個(gè)完全相同的小鋼球P、Q，以相同的水平初速度同時(shí)從軌道M、N的末端射出，觀察到P落地時(shí)與Q相遇。只改變弧形軌道Q的高度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象。這說(shuō)明：________________。

(3)為了進(jìn)一步研究平拋運(yùn)動(dòng)，某同學(xué)用如上圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

① 為了準(zhǔn)確地描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，下列要求合理的是________________。

A．小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放

B．斜槽軌道必須光滑

C．斜槽軌道末端必須水平

D．本實(shí)驗(yàn)必需的器材還有刻度尺和秒表

②B實(shí)驗(yàn)小組為了更方便研究平拋運(yùn)動(dòng)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中用頻閃光源代替鋼球，頻閃光源的頻率為50Hz，拋出后經(jīng)過(guò)畫(huà)布時(shí)在上面留下了一串反映平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的點(diǎn)跡（如圖）。將點(diǎn)跡拍照后用軟件分析可得到各點(diǎn)的坐標(biāo)。如圖中M1、M2、M3是頻閃光源平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在畫(huà)布上留下的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)跡，M1、M2、M3的坐標(biāo)見(jiàn)表格，通過(guò)計(jì)算可得頻閃光源平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為________________m/s，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>________________m/s2.

③該組同學(xué)在老師的啟發(fā)下想進(jìn)一步探究做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)，利用④中的實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)并測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)繪出如圖所示的圖象，并擬合出表達(dá)式，圖中為頻閃光源平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分速度。他們通過(guò)分析圖象和表達(dá)式可以得出的結(jié)論是________________。

A．斜槽末端可能不水平

B．頻閃光源與斜槽之間存在摩擦

C．頻閃光源在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

D．頻閃光源在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

④如圖丙同學(xué)將實(shí)驗(yàn)方案做了改變，他把桌子搬到墻的附近，調(diào)整好儀器，使從斜槽軌道滾下的小球打在正對(duì)的墻上，把白紙和復(fù)寫(xiě)紙附在墻上，記錄小球的落點(diǎn)，然后等間距地改變桌子與墻的距離，就可以得到多個(gè)落點(diǎn)。如果丙同學(xué)還有一把刻度尺，他是否可以計(jì)算出小球平拋時(shí)的初速度？請(qǐng)簡(jiǎn)要闡述理由。

__________________

Answer 1

【答案】C 平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) AC 0.5 9.75 AD 可以。用刻度尺測(cè)量落點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間的豎直距離y，測(cè)量墻與桌子的水平距離x，根據(jù)，可得，則，改變桌子與墻的水平距離x，測(cè)量多組x，y值，計(jì)算多組初速度，取平均值即可。

【解析】

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟，結(jié)合兩球相遇得出平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟，結(jié)合兩球相遇得出平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．（3）①根據(jù)原理以及注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．②根據(jù)頻率得出頻閃周期，抓住水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出初速度，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重力加速度。③結(jié)合圖線的特點(diǎn)得出豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，根據(jù)原理分析初始時(shí)刻豎直分速度不為零的原因。④根據(jù)豎直位移求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，結(jié)合水平位移和時(shí)間求出初速度．

（1）小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B 球被松開(kāi)自由下落，兩球同時(shí)落地，可知平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，不能得出水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)改變裝置的高度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。

（2）兩個(gè)完全相同的小鋼球P、Q，以相同的水平初速度v0同時(shí)從軌道M、N的末端射出，觀察到P落地時(shí)與Q相遇．只改變弧形軌道M的高度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象．這說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

（3）①為了保證小球的初速度相等，小球每次應(yīng)從斜槽的同一位置由靜止釋放，斜槽軌道不一定需要光滑，故A正確，B錯(cuò)誤．為了保證小球的初速度水平，斜槽末端必須水平，故C正確．該實(shí)驗(yàn)不需要秒表，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以通過(guò)下降的高度求出，故D錯(cuò)誤．故選AC．

②相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.02s，則平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。
在豎直方向上，根據(jù)△y=gT2得，。

③由圖可知，豎直分速度與時(shí)間成線性關(guān)系，可知頻閃光源在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由于0時(shí)刻的豎直分速度不為零，可知斜槽末端不水平，故選AD。

④可以計(jì)算小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，用刻度尺測(cè)量落點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間的豎直距離y，測(cè)量墻與桌子的水平距離x，根據(jù)y＝gt2，可得t=，則，改變桌子與墻的水平距離x，測(cè)量多組x，y值，計(jì)算多組初速度，取平均值即可．