Question

10．在做研究平拋運(yùn)動(dòng)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(huà)出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．
（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出一些操作要求，將你認(rèn)為正確選項(xiàng)的前面字母填在橫線上：ACD；
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必須不同
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
E．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）在該實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)記錄了A、B、C、D四點(diǎn)，取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立了右圖所示的坐標(biāo)系．平拋軌跡上的這四點(diǎn)坐標(biāo)值圖中已標(biāo)出．
則小球的初速度大小為V₀=1m/s，小球在B點(diǎn)的速度大小為V_B=$\sqrt{5}$m/s．由圖可知拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為[-10cm，-5cm]．

Answer 1

分析 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��?huà)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；
平拋運(yùn)動(dòng)可分解為：水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)；解答本題的突破口是利用在豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差等于常數(shù)解出閃光周期，然后應(yīng)用勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出初速度；由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論求出B點(diǎn)的豎直分速度；由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式求出A點(diǎn)的豎直分速度，求出運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間，然后由位移公式求出A的坐標(biāo)．

解答 解：（1）A、通過(guò)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��?huà)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．
    DE、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．故D正確，E錯(cuò)誤．
（2）小球做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上，△y=gt²，t=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.4-0.15-0.15}{10}}$=0.1s，
在水平方向，小球平拋的初速度：v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.1}{0.1}$=1m/s；
B點(diǎn)的豎直分速度：v_By=$\frac{{y}_{AC}}{2t}$=$\frac{0.4}{2×0.1}$=2m/s；
那么B點(diǎn)速度為v=$\sqrt{{1}^{2}+{2}^{2}}$=$\sqrt{5}$m/s；
A點(diǎn)的豎直分速度：v_Ay=v_By-gt=2-10×0.1=1m/s，
小球從拋出到運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間：t_A=$\frac{{v}_{Ay}}{g}$=$\frac{1}{10}$=0.1s，
x_A=v₀t_A=1×0.1=0.1m=10cm，
y_A=$\frac{1}{2}$gt_A²=$\frac{1}{2}$×10×0.1²=0.05m=5cm，
則拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為（-10cm，-5cm）；
故答案為：（1）ACD；（2）1；$\sqrt{5}$；-10，-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；對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，一定明確其水平和豎直方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和推論解題．