Question

1．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的軌跡，并求出平拋運動的初速度．實驗裝置如圖1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．
將小球放在斜槽末端，看小球是否滾動．
（2）關于這個實驗，
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某同學用如圖2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，使兩小鐵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，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．
（3）某同學采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖3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，小球平拋的初速度為0.98m/s，小球運動到b點的速度為1.4m/s（g=9.8m/s²）（保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）通過將小球放在斜槽的末端，看是否滾動判斷斜槽末端是否水平．
（2）根據(jù)實驗的原理通過測量的物理量確定所需的器材．根據(jù)實驗中的注意事項確定影響誤差的原因．
抓住P、Q兩球始終相撞，得出平拋運動水平方向上的運動規(guī)律．
（3）根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等時間間隔，從而得出閃光的頻率，根據(jù)水平位移和時間間隔求出平拋運動的初速度，根據(jù)豎直方向上某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，求出b點的豎直分速度，結合平行四邊形定則求出b點的速度大�。�

解答 解：（1）實驗前要檢查斜槽末端是否水平，檢查方法是將小球放在斜槽末端，看小球是否滾動確定是否水平．
（2）①在做“研究平拋物體的運動”的實驗時，不需要測量時間和小球的質(zhì)量，所以不需要秒表、天平、彈簧秤，需要重錘線和坐標紙．故選：BE．
②A、安裝斜槽時，斜槽末端切線方向水平，保證小球做平拋運動．故A正確．
B、確定Oy軸時，沒有用重垂線，會引起實驗的誤差．故B正確．
C、斜槽不光滑，只要保證小球從同一位置由靜止釋放，小球初速度大小相等，所以斜槽不光滑不影響實驗的誤差．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，會引起實驗的誤差．故D正確．
故選：ABD．
③觀察到的現(xiàn)象是兩球始終相撞，知P球水平方向上的運動規(guī)律與Q球在水平方向上的運動規(guī)律相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．
（3）在豎直方向上，根據(jù)△y=2L=gT²知，相等的時間間隔$T=\sqrt{\frac{2L}{g}}=0.1s$，拍攝照片時所用閃光頻率f=$\frac{1}{T}=10Hz$，
小球平拋運動的初速度${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{0.098}{0.1}=0.98m/s$，
b點豎直方向上的分速度${v}_{yb}=\frac{4L}{2T}=0.98m/s$，
則b點的速度${v}_=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yb}}^{2}}=0.98\sqrt{2}m/s$=1.3m/s．
故答案為：（1）將小球放在斜槽末端，看小球是否滾動；（2）①BE，②ABD，③平拋運動在水平方向上做勻速直線運動；（3）10，0.98，1.3

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及實驗中的注意事項，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結合運動學公式靈活求解．