Question

3．某同學利用圖甲所示裝置做“研究平拋運動”的實驗，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡，但不慎將畫有軌跡圖線的坐標紙丟失了一部分，剩余部分如圖乙所示．圖乙中水平方向與豎直方向每小格的長度均代表0.10m，P₁、P₂ 和P₃ 是軌跡圖線上的3個點，且P₁ 和P₂、P₂ 和P₃ 之間的水平距離相等．完成下列填空：（重力加速度取10m/s²）
（1）設(shè)P₁、P₂ 和P₃ 的橫坐標分別為x₁、x₂ 和x₃，縱坐標分別為y₁、y₂ 和y₃，從圖乙中可讀出|y₁-y₂|=0.60m，|y₁-y₃|=1.60m，|x₁-x₂|=0.60m．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（2）若已測知拋出后小球在水平方向上做勻速運動．利用（1）中讀取的數(shù)據(jù)，求出小球從P₁ 運動到P₂ 所用的時間為0.20s，小球拋出后的水平速度為3.0m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）已測得小球拋出前下滑的高度為0.50m，設(shè)E₁ 和E₂ 分別為開始下滑時和拋出時的機械能，則小球從開始下滑到拋出的過程中機械能的相對損失$\frac{{{E_1}+{E_2}}}{E_1}×$100%=8.2%．

Answer 1

分析 據(jù)豎直方向運動特點△h=gt²，求出物體運動時間，然后利用水平方向運動特點即可求出平拋的初速度（水平速度），根據(jù)機械能的定義，算出兩個狀態(tài)的機械能，代入公式即可正確解答．

解答 解：（1）根據(jù)圖（2）可解得：|y₁-y₂|=0.60m，|y₁-y₃|=1.60m，|x₁-x₂|=0.60m．
（2）小球經(jīng)過P₁、P₂、和P₃之間的時間相等，在豎直方向有：h₁=0.60m，h₂=1.60-0.60=1.00m
連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)：△h=gt²，
水平方向勻速運動：x=v₀t
其中△h=1.00-0.60=0.40m，x=0.60m，代入數(shù)據(jù)解得：t=0.20s，v₀=3.0m/s
（3）設(shè)開始拋出時所在位置為零勢能面，所以有：E₁=mgh=0.50×9.8×m=4.9mJ，
E₂=$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$=$\frac{1}{2}$m×3²=4.5mJ．
所以：$\frac{{E}_{1}-{E}_{2}}{{E}_{1}}$×100%=8.2%．
故答案為：（1）0.60，1.60，0.60；（2）0.20，3.0； （3）8.2．

點評 本題主要考察了平拋運動規(guī)律的理解和應(yīng)用，尤其是有關(guān)勻變速直線運動規(guī)律以及推論的應(yīng)用，同時考查有關(guān)機械能的損失問題，是一道考查能力的好題目．