Question

16．在“探究平拋運動的運動規(guī)律”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗簡要步驟如下：
A．讓小球多次從同一位置上滾下，在一張印有小方格的紙記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置，如圖中a、b、c、d所示．
B．按圖安裝好器材，注意調(diào)整斜槽末端水平，記下平拋初位置O點和過O點的豎直線．
C．取下白紙以O(shè)為原點，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運動物體的軌跡
（1）完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上．
（2）上述實驗步驟的合理順序是BAC．
（3）已知圖中小方格的邊長L=1.25cm，則小球平拋的初速度為v₀=2$\sqrt{gL}$（用L、g表示），其值是0.7m/s（取g=9.8m/s²），小球在b點的速率0.725m/s．

Answer 1

分析 （1）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，而且方向一定要水平，因此為了獲得水平的初速度安裝斜槽軌道時要注意槽口末端要水平；
（2）實驗步驟一步要本著先安裝器材，后進(jìn)行實驗的思路進(jìn)行；
（3）根據(jù)豎直方向運動特點△h=gt²，求出物體運動時間，然后利用水平方向物體做勻速運動，可以求出其水平速度大小，根據(jù)運動的合成可以求出小球在b點的速率．

解答 解：（1）平拋運動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）實驗的第一步是：安裝好器材，使斜槽末端水平，第二步是：讓小球多次從統(tǒng)一位置無初速滾下，記錄位置．故正確的順序應(yīng)該是BAC．
（3）小球豎直方向做自由落體運動，△h=gt²，即L=gt²，解得：t=$\sqrt{\frac{L}{g}}$，
小球初速度v₀=$\frac{{x}_{ab}}{{t}_{ab}}$=$\frac{2L}{\sqrt{\frac{L}{g}}}$=2$\sqrt{gL}$=2$\sqrt{10×0.0125}$=0.7m/s，
物體在b點時豎直方向的速度：v_yb=$\frac{{y}_{ac}}{2t}$=$\frac{L+2L}{2t}$=$\frac{3×0.0125}{2×0.1}$=0.1875m/s，
則b點的速度v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{yb}^{2}}$=$\sqrt{0．{7}^{2}+0.187{5}^{2}}$≈0.725m/s；
故答案為：（1）同一；調(diào)整斜槽末端水平；（2）B、A、C；（3）2$\sqrt{gL}$；0.7m/s；0.725m/s．

點評 本題不但考查了平拋運動的規(guī)律，還靈活運用了勻速運動和勻變速運動的規(guī)律，對同學(xué)的知識要求比較高，是個考查學(xué)生能力的好題．