Question

16．某同學(xué)用如圖1所示裝置做“研究平拋運動的規(guī)律”的實驗，有下列實驗步驟：
①用圖釘把白紙訂在豎直木板上；
②把斜槽固定在緊靠木板的左上角，且使其末端切線水平
③記下小球飛出時初始位置O，并憑眼觀測過O畫水平線作為x軸；
④把水平木條靠在豎直木板上，讓小球從斜槽適當(dāng)?shù)奈恢糜伸o止?jié)L下，觀察小球在木條上的落點，并在白紙上標(biāo)出相應(yīng)的點，得到小球運動過程中的一個位置；
⑤把水平木條向下移動，重復(fù)④的操作，讓小球從斜槽上相同位置由靜止?jié)L下，得到小球運動過程中的多個位置；
⑥從木板上取下白紙：…
（1）上述①到⑥的步驟中，有錯誤的是步驟③，應(yīng)改為過O點做重錘線的垂線為x軸．
（2）根據(jù)畫出的軌跡測出小球多個位置的坐標(biāo)（x，y），畫出y-x²圖象如圖2所示，圖線是一條過原點的直線，說明小球運動的軌跡形狀是拋物線；設(shè)該直線的斜率為k，重力加速度為g，則小鐵塊從軌道末端飛出的速度v₀=$\sqrt{\frac{g}{2k}}$．

Answer 1

分析 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，結(jié)合平拋運動的軌道求出y與x²的關(guān)系，通過圖線的斜率和重力加速度求出初速度．

解答 解：（1）有錯誤的是步驟③．應(yīng)改為過O點做重錘線的垂線為x軸．
（2）對于平拋運動，有：y=$\frac{1}{2}$gt²，x=v₀t，
由以上兩式可得：y=$\frac{1}{2}g\frac{{x}^{2}}{{{v}_{0}}^{2}}$，則小球的運動軌跡為拋物線，
由此可知，圖線中的斜率為：k=$\frac{g}{2{{v}_{0}}^{2}}$，
所以初速度為：v₀=$\sqrt{\frac{g}{2k}}$
故答案為：（1）③；過O點做重錘線的垂線為x軸  （2）拋物線；$\sqrt{\frac{g}{2k}}$

點評 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(xué)公式進行求解．