Question

20．（1）在研究平拋運動的實驗中，為了正確描繪出小球平拋運動的軌跡，在固定弧形斜槽時，應注意使斜槽末端切線水平；實驗時，每次使小球由靜止?jié)L下都應注意從同一位置釋放．
（2）在做“研究平拋物體的運動”的實驗時，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，用如圖所示的裝置，將一塊平木板釘上復寫紙和白紙，豎直立于槽口前某處且和斜槽所在的平面垂直，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，再得到痕跡C．若測得木板每次后移距離x=20.00cm，A、B間距離y₁=4.70cm，B、C間距離y₂=14.50cm．（g取9.80m/s²）
根據以上直接測量的物理量推導出小球初速度的計算公式為v₀=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$．（用題中所給字母表示）．小球初速度值為2m/s．

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運動必須通過調節(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，最后軌跡應連成平滑的曲線．
（2）小球離開導軌后做平拋運動，將平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動．根據勻變速直線運動的推論△x=aT²，由y₁、y₂求出A到B或B到C的時間，再求出初速度．

解答 解：（1）為了保證小球做平拋運動，應保持斜槽末端切線水平．為保證小球的初速度相等，則每次讓小球從同一位置由靜止釋放．
（2）設時間間隔為t，由x=v₀t，y₂-y₁=gt²，解得：v₀=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$，將x=20.00cm，y₁=4.70cm，y₂=14.50cm代入求得v₀=2m/s
故答案為：（1）斜槽末端切線水平；從同一位置釋放；
（2）$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$，2．

點評 平拋運動豎直方向的分運動是勻加速直線運動，勻變速直線運動的基本規(guī)律和推論可以運用．