17.在做“研究平拋物體的運動”的實驗時,通過描點法畫出小球平拋運動軌跡,并求出平拋運動初速度.實驗裝置如圖所示.

(1)實驗時將固定在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:將小球放在槽的末端(或木板上)看小球能否靜止.
(2)關(guān)于這個實驗,
?①除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外,下列器材中還需要的是BE.
A.秒表
B.坐標(biāo)紙
C.天平
D.彈簧秤
E.重垂紙
?②引起實驗誤差的原因是ABD
A.安裝斜槽時,斜槽末端切線方向不水平
B.確定Oy軸時,沒有用重垂線
C.斜槽不是絕對光滑的,有一定摩擦
D.根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時,在曲線上取作計算的點離原點O較近
?③某同學(xué)用如圖所示的裝置,進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗:
兩個相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q,其中N的末端與可看作光滑的水平板相切;兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度,使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等,現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩小球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的下端射出.僅僅改變弧形軌道M的高度,重復(fù)上述實驗,仍能觀察到相同的現(xiàn)象,這說明平拋運動水平方向做勻速直線運動.

(3)某同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖所示的“小球做平拋運動”的閃光照片的一部分.圖中每個背景方格的邊長均為4.90cm,那么拍攝照片時所用閃光頻率是10Hz,小球運動到b點的速度為$9.8\sqrt{2}$m/s(g=9.8m/s2).

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.

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.
(2)①在做“研究平拋物體的運動”實驗時,除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外,下列器材中還需要重錘線,確保小球拋出是在豎直面內(nèi)運動,還需要坐標(biāo)紙,便于確定小球間的距離.故BE正確.
故選:BE
②A、當(dāng)斜槽末端切線沒有調(diào)整水平時,小球脫離槽口后并非做平拋運動,但在實驗中,仍按平拋運動分析處理數(shù)據(jù),會造成較大誤差,故斜槽末端切線不水平會造成誤差,故A正確;
B、確定Oy軸時,沒有用重錘線,就不能調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平,和A類似,所以B會引起實驗誤差,故B正確;
C、只要讓它從同一高度、無初速開始運動,在相同的情形下,即使球與槽之間存在摩擦力,仍能保證球做平拋運動的初速度相同,因此,斜槽軌道不必要光滑,所以C不會引起實驗誤差,故C錯誤;
D、根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時,在曲線上取作計算的點離原點O較近,會造成測量的誤差,故D正確;
故選:ABD
③根據(jù)實驗可知,P球從M點平拋,而Q球從N點在水平面上勻速運動,二者運動軌跡雖然不同,但是水平方向的運動規(guī)律相同,因此P球會砸中Q球,說明平拋運動水平方向做勻速直線運動;
(3)在豎直方向上有:△y=2L=gT2,
解得$T=\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.049}{9.8}}=0.1s$,則閃光的頻率f=$\frac{1}{T}=10Hz$.
小球運動的水平分速度${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{2×0.049}{0.1}=0.98m/s$.
b點豎直分速度${v}_{yB}=\frac{4L}{2T}=\frac{0.049×4}{0.2}=0.98m/s$,
根據(jù)平行四邊形定則知,${v}_=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yb}}^{2}}=9.8\sqrt{2}m/s$.
故答案為:(1)將小球放在槽的末端(或木板上)看小球能否靜止;(2)①BE;②ABD;③平拋運動水平方向做勻速直線運動;(3)10;$9.8\sqrt{2}$

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.

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