Question

12．圖甲是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過(guò)描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡．

（1）以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法，其中合理的有AC．
A．調(diào)整斜槽軌道，使其末端保持水平
B．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇
C．每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放
D．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接
（2）實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測(cè)量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，圖乙中y-x²圖象能說(shuō)明平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是C．
（3）圖丙是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取兩點(diǎn)A、B，測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y₁為5.0cm、y₂為45.0cm，A點(diǎn)水平坐標(biāo)x₁為20.0cm．則平拋小球的初速度v₀大小為2.0m/s，小球在B點(diǎn)的速度v_B大小為$\sqrt{13}$m/s（結(jié)果保留根號(hào)，g取10m/s²）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2）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)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得出y與x的關(guān)系式，從而確定正確的圖線．
（3）根據(jù)A點(diǎn)的豎直位移求出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，結(jié)合水平位移和時(shí)間求出初速度，根據(jù)速度位移公式求出B點(diǎn)的豎直分速度，結(jié)合平行四邊形定則求出小球在B點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）A、為了保證小球的初速度水平，斜槽末端需保持水平，故A正確．
B、為了保證小球每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，故B錯(cuò)誤，C正確．
D、為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)用平滑曲線連接，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．
（2）根據(jù)y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，x=v₀t得，y=$\frac{1}{2}g\frac{{x}^{2}}{{{v}_{0}}^{2}}$，可知y與x²的圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，故選：C．
（3）根據(jù)${y}_{1}=\frac{1}{2}g{{t}_{1}}^{2}$得，${t}_{1}=\sqrt{\frac{2{y}_{1}}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}s=0.1s$，則小球的初速度${v}_{0}=\frac{{x}_{1}}{{t}_{1}}=\frac{0.20}{0.1}=2.0m/s$，B點(diǎn)的豎直分速度${v}_{yB}=\sqrt{2g{y}_{2}}=\sqrt{2×10×0.45}$m/s=3.0m/s，則B點(diǎn)的速度${v}_{B}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{y}}^{2}}=\sqrt{4+9}$m/s=$\sqrt{13}$m/s．
故答案為：（1）AC，（2）C，（3）2.0，$\sqrt{13}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)，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，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解．