Question

5．（1）在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次從同一高度釋放沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡．下面列出了一些操作要求，將正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上ACE．
A．調(diào)節(jié)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(yán)格地等距離下降
E．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
F．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線
（2）未來在一個(gè)未知星球上用如圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．懸點(diǎn)O正下方P點(diǎn)處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)對小球采用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝．在有坐標(biāo)紙的背景屏前，拍下了小球在做平拋運(yùn)動(dòng)過程中的多張照片，經(jīng)合成后，照片如圖乙所示．a(chǎn)、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機(jī)連續(xù)拍照的時(shí)間間隔是0.10s，照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長度與實(shí)際背景屏的長度之比為1?：4，則：

①由以上信息，可知a點(diǎn)是（選填“是”或“不是”）小球的拋出點(diǎn)；
②由以上及圖信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為8m/s²；
③由以上及圖信息可以算出小球平拋的初速度是0.8 m/s；
④由以上及圖信息可以算出小球在b點(diǎn)時(shí)的速度是$\frac{\sqrt{2}}{5}$ m/s．

Answer 1

分析 （1）小球做平拋運(yùn)動(dòng)，必須保證斜槽末端切線水平；
實(shí)驗(yàn)過程中要保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，每次應(yīng)從斜槽的同一位置由靜止釋放小球；
在白紙上記錄記錄小球的運(yùn)動(dòng)路徑時(shí)，不必要等高度下降．
（2）①初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為1：3：5…，由此可判斷a點(diǎn)是不是平拋的起點(diǎn)；
②根據(jù)豎直方向上相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出星球表面的重力加速度；
③平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合水平位移和時(shí)間求出小球的初速度；
④根據(jù)豎直方向上某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出b點(diǎn)的豎直分速度，根據(jù)平行四邊形定則求出b點(diǎn)的速度．

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(yùn)動(dòng)．故A正確．
BC、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，故B錯(cuò)誤，C正確．
D、實(shí)驗(yàn)所用斜槽是否光滑，對球做平拋運(yùn)動(dòng)沒有影響，故D錯(cuò)誤．
E、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸，以免有阻力的影響，故E正確；
F、將球經(jīng)過不同高度的位置記錄在紙上后，取下紙，平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來，故F錯(cuò)誤；
故選：ACE．
（2）①因?yàn)樨Q直方向上相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為1：3：5：7，符合初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，因此可知a點(diǎn)的豎直分速度為零，a點(diǎn)為小球的拋出點(diǎn)．
②由照片的長度與實(shí)際背景屏的長度之比為1：4可得乙圖中正方形的邊長l=4cm；
豎直方向上有：△y=2L=g′T²，
解得：g′=$\frac{2l}{{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{2×4×1{0}_{\;}^{-2}}{0．{1}_{\;}^{2}}$=8m/s²．
（3）水平方向小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為：
${v}_{0}^{\;}=\frac{2l}{T}$=$\frac{2×4×1{0}_{\;}^{-2}}{0.1}$m/s=0.8m/s．
（4）b點(diǎn)豎直方向上的分速度v_yb=$\frac{4l}{2T}$=$\frac{0.16}{0.2}$m/s=0.8m/s．
則v_b=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{by}^{2}}$=0.8$\sqrt{2}$m/s；
故答案為：（1）ACE   （2）①是�、�8�、�0.8　④$0.8\sqrt{2}$

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能夠靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式處理水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)．