Question

16．頻閃攝影是研究變速運動常用的實驗手段．在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃僅每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置．某物理小組利用圖甲所示裝置探究平拋運動規(guī)律．他們分別在該裝置正上方A處和右側(cè)B處安裝了頻閃儀器并進(jìn)行拍攝，得到的頻閃照片如圖乙，O為拋出點，P為拋出軌跡上某點．請回答下列問題：

（1）乙圖中，位于A處的頻閃儀拍攝的頻閃照片為b；（選填“a”或“b”）
（2）測得圖乙（a）中OP距離為45cm，（b）中OP距離為30cm，則平拋物體的初速度為1m/s，p點速度為$\sqrt{10}$m/s．（取g=10m/s²，結(jié)果可以用根號表示．）

Answer 1

分析 小球做平拋運動，攝像頭A拍攝小球水平方向上的勻速直線運動，攝像頭B拍攝小球豎直方向的自由落體運動，分別在水平方向和豎直方向上列式求解．

解答 解：（1）小球做平拋運動，平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，攝像頭A拍攝的是水平方向上的運動，故應(yīng)該是間距相等的點．故攝像頭A所拍攝的頻閃照片為b圖．
（2）攝像頭A拍攝小球水平方向上的勻速直線運動，攝像頭B拍攝小球豎直方向的自由落體運動，根據(jù)測得圖乙（a）OP距離為h=45cm=0.45m，
則$h=\frac{1}{2}g{t}^{2}$，
解得：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.45}{10}}=0.3s$
由（b）中OP距離為s=30cm，則s=v₀t，
解得平拋物體的初速度大小為${v}_{0}=\frac{s}{t}=\frac{0.3}{0.3}=1m/s$．
P點豎直速度大小為v_y=gt=10×0.3m/s=3m/s，
所以P點的速度大小，由勾股定理得$v=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{y}}^{2}}=\sqrt{{3}^{2}+{1}^{2}}=\sqrt{10}m/s$．
故答案為：（1）b；（2）1；$\sqrt{10}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學(xué)公式和推論靈活求解．