Question

4．圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．
（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上ABC．
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相同
C．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸
D．將小球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線
（2）圖乙是通過頻閃照相得到的照片，每個(gè)格的邊長(zhǎng)L=5cm，通過實(shí)驗(yàn)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖所示，則該頻閃照相的周期為0.1s，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為1.5m/s；小球做平拋運(yùn)動(dòng)拋出點(diǎn)的坐標(biāo)x=-5cm，y=5cm．（g=10m/s²）．

Answer 1

分析 保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線；
平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)，對(duì)于豎直方向根據(jù)△y=gT²求出時(shí)間單位T．對(duì)于水平方向由公式v₀=$\frac{x}{t}$求出初速度．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度規(guī)律求出b點(diǎn)的豎直速度V_by，從而求出拋出點(diǎn)到b點(diǎn)的時(shí)間，接著求出從拋出到A點(diǎn)的時(shí)間t，這樣可求出從拋出到a點(diǎn)的水平位移x=v₀t和豎直位移，那么就可以求出小球開始做平拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)．

解答 解：（1）A、為了保證小球的初速度水平，調(diào)節(jié)斜槽末端水平，故A正確．
B、為了保證小球的初速度相等，每次讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，故B正確．
C、小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相觸，防止由于摩擦改變小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，故C正確．
D、將小球的位置記錄在紙上后，取下紙，用平滑曲線連接，故D錯(cuò)誤．
故選：ABC；
（2）設(shè)相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T
豎直方向：5L-3L=gT²，得到T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×5×1{0}^{-2}}{10}}$=0.1s
水平方向：v₀=$\frac{3L}{T}$=3$\sqrt{\frac{gL}{2}}$
代入數(shù)據(jù)解得v₀=3$\sqrt{\frac{10×5×1{0}^{-2}}{2}}$=1.5m/s
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度，有：
v_By=$\frac{5L+3L}{2T}$=$\frac{8×5×1{0}^{-2}}{0.2}$=2m/s
因此從拋出點(diǎn)到B點(diǎn)時(shí)間為：
t=$\frac{{v}_{By}}{g}$=$\frac{2}{10}$=0.2s
因此從拋出點(diǎn)到a點(diǎn)的時(shí)間為：
t₁=t-T=0.2s-0.1s=0.1s
因此從拋出點(diǎn)到A的水平和豎直距離分別為：
x=v₀t₁=1.5×0.1=0.15m
y=$\frac{1}{2}$gt₁²=$\frac{1}{2}$×10×0.1²=0.05m
因此拋出點(diǎn)橫坐標(biāo)為x₁=0.1-0.15=-0.05m=-5cm，
縱坐標(biāo)為y₁=0.05m=5cm，
即小球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為（-5cm，5cm）
故答案為：（1）ABC；（2）0.1，1.5，-5，5．

點(diǎn)評(píng) 解決平拋實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．在平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理，要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解；
本題是頻閃照片問題，頻閃照相每隔一定時(shí)間拍一次相，關(guān)鍵是抓住豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，由△y=gT²求時(shí)間單位，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．