Question

20．請(qǐng)你由平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸出射初速度的實(shí)驗(yàn)方法，提供的實(shí)驗(yàn)器材：彈射器（含彈丸，見(jiàn)示意圖）；鐵架臺(tái)（帶有夾具）；刻度尺．
（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)示意圖；
（2）在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意：彈射器必須保持水平；
（3）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量（并在示意圖中用字母標(biāo)出）彈丸下降的高度y和水平射程x；
（4）由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中采取的方法是在不改變高度y的條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量水平射程x，求得水平射程x的平均值$\overline{x}$，以減小誤差；
（5）計(jì)算公式：v₀=$\frac{\overline{x}}{\sqrt{\frac{2y}{g}}}$．

Answer 1

分析 平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，結(jié)合彈丸的水平位移和豎直位移求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．

解答 解：（1）由平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)原理，可知使彈丸做平拋運(yùn)動(dòng)，通過(guò)測(cè)量下落高度可求出時(shí)間，再測(cè)水平位移可求出其做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，故實(shí)驗(yàn)示意圖應(yīng)如圖所示；
（2）為保證彈丸初速度沿水平方向，彈射器必須保持水平；
（3）應(yīng)測(cè)出彈丸下降的高度y和水平射程x，如圖所示；
（4）在不改變高度y的條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量水平射程x，求得水平射程x的平均值$\overline{x}$，以減小誤差；
（5）因?yàn)閥=$\frac{1}{2}$gt²，所以t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}$，又$\overline{x}$=v₀•t，
故v₀=$\frac{\overline{x}}{t}$=$\frac{\overline{x}}{\sqrt{\frac{2y}{g}}}$．
故答案為：（1）如圖所示．
（2）彈射器必須保持水平；
（3）彈丸下降的高度y和水平射程x；
（4）在不改變高度y的條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量水平射程x，求得水平射程x的平均值$\overline{x}$，以減小誤差；
（5）v₀=$\frac{\overline{x}}{\sqrt{\frac{2y}{g}}}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及知道實(shí)驗(yàn)中需要注意的事項(xiàng)．