Question

3．如圖1所示，某同學(xué)在用斜槽軌道做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫(huà)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．

（1）為了能較準(zhǔn)確地描出運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，不正確的是BEF；
A．通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B．每次釋放小球的位置可以不同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．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
E．斜槽軌道必須是光滑的
F．小球平拋后落在槽中，則接小球的槽必須水平
（2）在小球運(yùn)動(dòng)軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測(cè)量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，作出y-x²圖象，圖2中能說(shuō)明圖象軌跡為拋物線的是C；
（3）圖3是繪出的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測(cè)得y_A=5.0cm，y_B=45.0cm，A、B兩點(diǎn)間的水平距離△x=x_B-x_A=40.0cm，則平拋小球的初速度v₀=2.0m/s．已知y_C=60.0cm，則小球在C點(diǎn)的速度v_C=4.0m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，取g=10m/s²）

Answer 1

分析 （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；
（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出y與x的關(guān)系式，從而得出正確的圖線；
（3）根據(jù)位移時(shí)間公式求出拋出點(diǎn)到A點(diǎn)和B點(diǎn)的時(shí)間，從而得出A到B的時(shí)間，結(jié)合水平位移求出初速度．根據(jù)速度位移公式求出C點(diǎn)的豎直分速度，結(jié)合平行四邊形定則求出C點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）A、為了保證小球的初速度水平，應(yīng)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，斜槽不一定需要光滑，故BE錯(cuò)誤，C正確．
D、小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸，防止由于摩擦而改變運(yùn)動(dòng)的軌跡，故D正確．
F、小球平拋后落在槽中，接小球的槽不需要水平，故F錯(cuò)誤．
本題選錯(cuò)誤的，故選：BEF．
（2）根據(jù)x=v₀t，y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得：y=$\frac{1}{2}g\frac{{x}^{2}}{{{v}_{0}}^{2}}$，則y與x²成正比，圖線為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，故選：C．
（3）根據(jù)${y}_{A}=\frac{1}{2}g{{t}_{A}}^{2}$得：${t}_{A}=\sqrt{\frac{2{y}_{A}}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}s=0.1s$，
根據(jù)${y}_{B}=\frac{1}{2}g{{t}_{B}}^{2}$得：${t}_{B}=\sqrt{\frac{2{y}_{B}}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.45}{10}}$s=0.3s，
則初速度為：${v}_{0}=\frac{△x}{{t}_{B}-{t}_{A}}=\frac{0.4}{0.3-0.1}m/s=2.0m/s$，
C點(diǎn)的豎直分速度為：${v}_{yC}=\sqrt{2g{y}_{C}}=\sqrt{2×10×0.6}$m/s=$2\sqrt{3}$m/s，
根據(jù)平行四邊形定則知，C點(diǎn)的速度為${v}_{C}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yC}}^{2}}$=$\sqrt{4+12}$m/s=4.0m/s．
故答案為：（1）BEF；（2）C；（3）2.0，4.0

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)，知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解．