Question

13．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）（多選）為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：a、c、e
a、通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
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、記錄小球位置用的凹槽每次必須嚴格地等距離下降
e、小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸
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）如圖是某同學用頻閃照相研究平拋運動時拍下的照片，背景方格紙的邊長為10cm，A、B、C是同一小球在頻閃照相中拍下的三個連續(xù)的不同位置時的照片，則：（g=10m/s²）
①頻閃照相相鄰閃光的時間間隔0.1s；
②小球水平拋出的初速度v₀=3m/s；
③球經(jīng)過B點時其豎直分速度大小為v_y=1.5m/s．

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運動必須通過調(diào)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(yīng)連成平滑的曲線；
（2）平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，在水平方向上做勻速直線運動，結(jié)合豎直方向相鄰相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，通過水平位移和時間間隔求出平拋運動的初速度．根據(jù)豎直方向上某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點豎直方向上的分速度．

解答 解：（1）a、通過調(diào)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正確．
   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(yīng)是等距的，故d錯誤；
   ef、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(yīng)連成平滑的曲線．故f錯誤，e正確．
（2）①根據(jù)△y=gT²得，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{L}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$s=0.1s．
②平拋運動的初速度v₀=$\frac{3L}{T}$=$\frac{3×0.1}{0.1}$m/s=3m/s．
③B點豎直方向上分速度等于AC段豎直方向上的平均速度，則v_y=$\frac{{y}_{AC}}{2T}$=$\frac{3L}{2T}$=$\frac{0.3}{0.2}$m/s=1.5m/s．
故答案為：（1）a、c、e；（2）①0.1；②3；③1.5．

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(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學公式和推論靈活求解．