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17.如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小球A沿豎直平面內(nèi)軌道滑下,軌道末端水平,A離開軌道末端時(shí)撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S,被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)從同一高度自由下落.改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)位于同一高度的小球A,B總是同時(shí)落地.
(1)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后豎直方向分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng);
(2)下列哪些因素會(huì)使本實(shí)驗(yàn)的誤差增大BC
A.小球與斜槽之間有摩擦
B.每次都要讓小球從同一位置由靜止釋放
C.安裝斜槽時(shí)其末端不水平
D.根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn).
(3)如圖(b)為該小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),用閃光照相的方法獲得的相片的一部分,圖中背景方格的邊長(zhǎng)為5cm,g=10m/s2,則小球平拋的初速度V0=1.5m/s,小球過B點(diǎn)的速率VB=2.5m/s.

分析 (1)球A與球B同時(shí)釋放,同時(shí)落地,由于B球做自由落體運(yùn)動(dòng),A球做平拋運(yùn)動(dòng),說明A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球相同.
(2)在實(shí)驗(yàn)中讓小球能做平拋運(yùn)動(dòng),并能描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡.因此要求從同一位置多次無初速度釋放,同時(shí)由運(yùn)動(dòng)軌跡找出一些特殊點(diǎn)利用平拋運(yùn)動(dòng)可看成水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)去解題.
(3)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),根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時(shí)間間隔,結(jié)合水平位移和時(shí)間求出小球的初速度.根據(jù)豎直方向上某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)豎直分速度,根據(jù)平行四邊形定則求出B點(diǎn)的速度大�。�

解答 解:(1)球A與球B同時(shí)釋放,同時(shí)落地,時(shí)間相同;A球做平拋運(yùn)動(dòng),B球做自由落體運(yùn)動(dòng);
將球A的運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向正交分解,兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生,具有等時(shí)性,因而A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球時(shí)間相等,改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩個(gè)小球總是同時(shí)落地,說明在任意時(shí)刻在兩球同一高度,即A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球完全相同,說明了平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng).
(2)A、只要小球從同一高度、無初速開始運(yùn)動(dòng),在相同的情形下,即使球與槽之間存在摩擦力,由于每次摩擦力的影響相同,因此仍能保證球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同,對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響,故A錯(cuò)誤;
B、安裝斜槽末端不水平,則初速度不水平,使得小球的運(yùn)動(dòng)不是平拋運(yùn)動(dòng),使得實(shí)驗(yàn)的誤差增大,故B正確;
C、建立坐標(biāo)系時(shí),因?yàn)閷?shí)際的坐標(biāo)原點(diǎn)為小球在末端時(shí)球心在白紙上的投影,以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn),使得測(cè)量誤差增大,故C正確;
D、根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí),在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn),可以減小偶然誤差,故D錯(cuò)誤.
故選:BC.
(3)在豎直方向上,由△y=gT2得,t=yg=5L3Lg=2×0.0510=0.1s,
小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0=xABt=3Lt=3×0.050.1=1.5m/s;
B點(diǎn)豎直分速度vyB=yAC2t=3L+5L2t=8L2t=8×0.052×0.1=2m/s,
小球過B點(diǎn)的速率vB=v20+v2yB=152+22=2.5m/s.
故答案為:(1)自由落體運(yùn)動(dòng);(2)BC;(3)1.5;2.5.

點(diǎn)評(píng) (1)本題關(guān)鍵將平拋運(yùn)動(dòng)正交分解后抓住題中的“改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩個(gè)小球總是同時(shí)落地”,得出A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球的運(yùn)動(dòng)相同.
(2)掌握如何讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)及平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的描繪,并培養(yǎng)學(xué)生利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律去分析與解決問題的能力.同時(shí)強(qiáng)調(diào)測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)越長(zhǎng)誤差越�。�
(3)解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解.

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