Question

6．圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．

（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線水平．每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋初速度相同．
（2）圖乙是正確實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點(diǎn)，則此小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為1.6m/s．（g=9.8m/s²）
（3）在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙，每個(gè)格的邊長(zhǎng)L=5cm，通過實(shí)驗(yàn)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為1.5m/s；B點(diǎn)的豎直分速度為2m/s；平拋運(yùn)動(dòng)的初位置坐標(biāo)（-1，1）（如圖丙，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，水平向右為X軸正方向，豎直向下為Y軸的正方向，g取10m/s²）．

Answer 1

分析 （1）平拋運(yùn)動(dòng)的初速度一定要水平，因此為了獲得水平的初速度安裝斜槽軌道時(shí)要注意槽口末端要水平；同時(shí)為了保證小球每次平拋的軌跡都是相同的，要求小球平拋的初速度相同；
（2）O點(diǎn)為平拋的起點(diǎn)，水平方向勻速x=v₀t，豎直方向自由落體$y=\frac{1}{2}g{t}^{2}$，據(jù)此可正確求解；
（3）根據(jù)豎直方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)△h=gt²，求出物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后利用水平方向物體做勻速運(yùn)動(dòng)，可以求出其水平速度大小，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可以求出B點(diǎn)的豎直分速度大小．

解答 解：（1）平拋運(yùn)動(dòng)的初速度一定要水平，因此為了獲得水平的初速度安裝斜槽軌道時(shí)要注意槽口末端要水平，為了保證小球每次平拋的軌跡都是相同的，這就要求小球平拋的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能從同一位置靜止釋放．
（2）由于O為拋出點(diǎn)，所以根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：
x=v₀t
$y=\frac{1}{2}g{t}^{2}$
將x=32cm，y=19.6cm，代入解得：v₀=1.6m/s．
（3）由圖可知，物體由A→B和由B→C所用的時(shí)間相等，且有：
△y=gT²，由圖可知△y=2L=10cm，代入解得，T=0.1s
x=v₀T，將x=3L=15cm，代入解得：v₀=1.5 m/s，
豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度有：
v_By=$\frac{{h}_{AC}}{2T}$=2 m/s．
故從拋出到B點(diǎn)所用時(shí)間為：t=$\frac{{v}_{By}}{g}=\frac{2}{10}=0.2s$
故從拋出到B點(diǎn)的水平位移為：x=v₀t=1.5×0.2m=0.3m，
故從拋出到B點(diǎn)的豎直位移為：y=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}×10×0.04=0.2m$
所以x′=5L-x=0.25-0.3m=-0.05m=L，
y′=5L-y=0.25-0.2m=0.05m=L，
平拋運(yùn)動(dòng)的初位置坐標(biāo)為（-1，1）．
故答案為：（1）水平，初速度相同；
（2）1.6；
（3）1.5，2，（-1，1）．

點(diǎn)評(píng) 本題不但考查了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，還靈活運(yùn)用了勻速運(yùn)動(dòng)和勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，是一道考查基礎(chǔ)知識(shí)的好題目．