Question

13．在做“研究平拋運動”的實驗時，通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡，并求出平拋運動的初速度，實驗裝置如圖甲所示．

①實驗時將固定有斜槽的木板放在實驗桌上，實驗前要檢查木板是否水平，請簡述你的檢查方法將小球放在水平木板的任意位置，小球靜止不動，則木板水平．
②關(guān)于這個實驗，以下說法中正確的是BCD．
A．小球釋放的初始位置越高越好
B．每次小球要從同一高度由靜止釋放
C．實驗前要用重垂線檢查坐標紙上的豎線是否豎直
D．小球的平拋運動要靠近木板但不接觸
③在做“研究平拋運動”的實驗時，坐標紙應(yīng)當(dāng)固定在豎直的木板上，圖中坐標紙的固定情況與斜槽末端的關(guān)系正確的是C

④某同學(xué)在描繪平拋運動軌跡時，得到的部分軌跡曲線如圖乙所示．在曲線上取A、B、C三個點，測量得到A、B、C三點間豎直距離h₁=10.20cm，h₂=20.20cm，A、B、C三點間水平距離x₁=x₂=x=12.40cm，g取10m/s²，則物體平拋運動的初速度v₀的計算式為x$\sqrt{\frac{g}{{h}_{2}-{h}_{1}}}$（用字母h₁、h₂、x，g表示），代入數(shù)據(jù)得其大小為1.24m/s．

Answer 1

分析 正確解答本題需要掌握：保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，了解作圖法處理數(shù)據(jù)的注意事項，明確該實驗的具體操作；根據(jù)平拋運動的特點，熟練應(yīng)用運動學(xué)中的基本規(guī)律來解決平拋運動問題．由于該實驗用“留跡法”來記錄平拋運動的軌跡，故要求從小球開始做平拋運動就開始記錄．

解答 解：（1）能否使小球做平拋運動，關(guān)鍵是使斜槽末端切線水平，判斷是否水平可以采用：將小球放在槽的末端（或木板上）看小球能否靜止、用水平儀檢查木板是否水平等方法．
故答案為：將小球放在槽的末端（或木板上）看小球能否靜止；
（2）A、小球釋放的初始位置并非越高越好，若是太高，導(dǎo)致水平拋出的速度太大，實驗難以操作，故A錯誤；
B、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，故B正確；
C、小球豎直方向自由落體運動，水平方向勻速運動，為了正確描繪其軌跡，必須使坐標紙上的豎線是豎直的，故C正確；
D、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(yīng)連成平滑的曲線，故D正確．
故選：BCD．
（3）斜槽末端是水平的，小球做平拋運動，要分解為水平和豎直方向的分運動，故方格紙因該水平豎直，
坐標原點應(yīng)該與小球在斜槽末端靜止時在木板上的投影重合，故C正確；
（4）小球在豎直方向做勻變速直線運動，連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)，因此有：
△h=gt²
所以：t=$\sqrt{\frac{△h}{g}}$
小球平拋運動的初速度大小為：
v₀=$\frac{x}{t}$=x$\sqrt{\frac{g}{{h}_{2}-{h}_{1}}}$；
代入數(shù)據(jù)，解得：v₀=0.124×$\sqrt{\frac{10}{0.202-0.102}}$=1.24m/s
故答案為：（1）將小球放在水平木板的任意位置，小球靜止不動，則木板水平；
（2）BCD；
（3）C；
（4）x$\sqrt{\frac{g}{{h}_{2}-{h}_{1}}}$，1.24．

點評 在實驗中如何實現(xiàn)讓小球做平拋運動是關(guān)鍵，同時讓學(xué)生知道描點法作圖線方法；解決平拋實驗問題時，要特別注意實驗的注意事項，注意運動學(xué)基本規(guī)律的應(yīng)用．