Question

6．（1）為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面；如圖乙所示的實驗：將兩個完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平．把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板連接，則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，這兩個實驗說明AB
A．甲實驗只能說明平拋運動在豎直方向做自由落體運動．
B．乙實驗只能說明平拋運動在水平方向做勻速直線運動
C．不能說明上述規(guī)律中的任何一條
D．甲、乙二個實驗均能同時說明平拋運動在水平、豎直方向上的運動性質(zhì)
（2）關(guān)于“研究物體平拋運動”實驗，下列說法正確的是BCE
A．小球與斜槽之間有摩擦?xí)�增大實驗誤差
B．安裝斜槽時其末端切線應(yīng)水平
C．小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開始釋放
D．小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度盡可能低一些．
E．將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行
F．在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O，作為小球做平拋運動的起點和所建坐標(biāo)系的原點
（3）如圖丙，某同學(xué)在做平拋運動實驗時得出如圖丁所示的小球運動軌跡，a、b、c三點的位置在運動軌跡上已標(biāo)出．則：（g取10m/s²）

①小球平拋運動的初速度為2m/s．
②小球運動到b點的速度為2.5m/s
③拋出點坐標(biāo)x=-10cmy=-1.25cm．

Answer 1

分析 （1）在甲實驗中，兩球始終同時落地，則豎直方向上的運動規(guī)律相同，在乙實驗中，兩球相撞，知兩球在水平方向上的運動規(guī)律相同；
（2）在實驗中讓小球在固定斜槽滾下后，做平拋運動，記錄下平拋后運動軌跡．然后在運動軌跡上標(biāo)出特殊點，對此進(jìn)行處理，由于是同一個軌跡，因此要求拋出的小球初速度是相同的，所以在實驗時必須確保拋出速度方向是水平的，同時固定的斜槽要在豎直面；
（3）平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)豎直方向上△y=gT²，求出時間間隔，再根據(jù)水平方向上的勻速直線運動求出初速度．
求出b點在豎直方向上的速度，即可求出運動的時間和b點速度，從而求出此時小球水平方向和豎直方向上的位移，即可求出拋出點的坐標(biāo)．

解答 解：（1）A、用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面，知B球豎直方向上的運動規(guī)律與A球相同，即平拋運動豎直方向上做自由落體運動．故A正確．
B、把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，知1球在水平方向上的運動規(guī)律與2球相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．故B正確，C、D錯誤；
（2）A、小球與斜槽之間有摩擦，不會影響小球做平拋運動，故A錯誤；
B、研究平拋運動的實驗很關(guān)鍵的地方是要保證小球能夠水平飛出，只有水平飛出時小球才做平拋運動，則安裝實驗裝置時，斜槽末端切線必須水平的目的是為了保證小球飛出時初速度水平，故B正確；
C、由于要記錄小球的運動軌跡，必須重復(fù)多次，才能畫出幾個點，因此為了保證每次平拋的軌跡相同，所以要求小球每次從同一高度釋放，故C正確；
D、小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度不能太低，故D錯誤．
E、根據(jù)平拋運動的特點可知其運動軌跡在豎直平面內(nèi)，因此在實驗前，應(yīng)使用重錘線調(diào)整面板在豎直平面內(nèi)，即要求木板平面與小球下落的豎直平面平行，故E正確；
F、在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O，不能作為小球做平拋運動的起點，故F錯誤；
故選：BCE．
（3）①在豎直方向上△y=gT²，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$=0.1s．
則小球平拋運動的初速度v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{0.2}{0.1}$m/s=2m/s．
②b點在豎直方向上的分速度v_by=$\frac{{y}_{ac}}{2T}$=1.5m/s，
小球運動到b點的速度為v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{by}^{2}}$=2.5m/s
③則運動的時間t=$\frac{{v}_{by}}{g}$=0.15s．
 水平方向上的位移x₁=vt=0.3m，豎直方向上的位移y=$\frac{1}{2}$gt²=0.1125m．
所以開始做平拋運動的位置坐標(biāo)x=0.2-0.3=-0.1m=-10cm，
y=0.1-0.1125=-0.0125m=-1.25cm；
故答案為：（1）AB；（2）BCE；（3）①2，②2.5，③-10，-1.25．

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：由實驗數(shù)據(jù)得來的點，進(jìn)行平滑連接起來；
同時解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動．