Question

19．（1）如圖，在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(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)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，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，正確的是AC．
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．
（2）在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)L均為5cm．如果取g=10m/s²，那么，
（1）閃光時(shí)間間隔是0.1 s
（2）則小球平拋的初速度的計(jì)算式V₀=3$\sqrt{\frac{gL}{2}}$  （用L，g表示）
（3）小球平拋的初速度的大小是1.5 m/s．
（4）小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)豎直速度大小是2.5 m/s．

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)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；
（2）平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是勻變速運(yùn)動(dòng)，由BC和AB之間的距離差可以求出時(shí)間間隔，也就可以求出閃光頻率；
在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)，由ABC三點(diǎn)在水平方向上的位移，和兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；
B點(diǎn)水平速度與初速度相等，再求出豎直方向的速度，求它們的合速度，就是B的速度．

解答 解：（1）A、為使小球拋出時(shí)的速度水平，應(yīng)通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，故A正確；
B、為你保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，每次釋放小球的位置必須相同，故B錯(cuò)誤；
C、為保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，每次必須由靜止釋放小球，故C正確；
D、為防止小球改變運(yùn)動(dòng)軌跡，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）接觸，故D錯(cuò)誤；
（2）在豎直方向：h_BC-h_AB=gT²，
代入數(shù)據(jù)解得：T=$\sqrt{\frac{{h}_{BC}-{h}_{AB}}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$=0.1 s．
水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)，
v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{3L}{T}$=3$\sqrt{\frac{gL}{2}}$；
代入數(shù)據(jù)，解得：v₀=3×$\sqrt{\frac{10×0.05}{2}}$m/s=1.5m/s
物體在B點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度為v_y：
h_BC=v_yt+$\frac{1}{2}$gt²；
帶入數(shù)據(jù)得：
5×0.05=v_y×0.1+$\frac{1}{2}$×10×0.1²
解得：
v_y=2m/s
故B點(diǎn)的速度為：
v_B=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}}$=$\sqrt{1．{5}^{2}+{2}^{2}}$ m/s=2.5m/s
故選：（1）AC；（2）0.1；3$\sqrt{\frac{gL}{2}}$；1.5；2.5．

點(diǎn)評(píng) 解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)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；
本題不但考查了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，還靈活運(yùn)用了勻速運(yùn)動(dòng)和勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)同學(xué)的知識(shí)要求比較高，是個(gè)考查學(xué)生能力的好題．