Question

20．利用所學(xué)物理知識解答下列問題：

（1）“研究平拋物體的運動”實驗的裝置如圖1所示，在實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)將斜槽直至末端切線水平，實驗時保證小球每次必須從斜面上的同一位置由靜止開始釋放．
（2）某次實驗記錄由于沒有記錄拋出點，數(shù)據(jù)處理時選擇A點為坐標(biāo)原點（0，0），結(jié)合實驗中重錘的情況確定坐標(biāo)系，如圖2中背景方格的邊長均為0.05m，取g=l0m/s²，小球運動中水平分速度的大小是1.5m/s，小球經(jīng)過B點時的速度大小是2.5m/s，小球平拋運動拋出點的x軸坐標(biāo)為-0.2m．

Answer 1

分析 在實驗中讓小球能做平拋運動，并能描繪出運動軌跡，實驗成功的關(guān)鍵是小球是否初速度水平，要求從同一位置多次無初速度釋放，這樣才能確保每次平拋軌跡相同；
在豎直方向上，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，即A到B的時間，結(jié)合水平位移和時間求出初速度．
根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的豎直分速度，結(jié)合平行四邊形定則求出B點的速度．
根據(jù)速度時間公式求出拋出點到B點的時間，從而求出B點與拋出點的水平位移和豎直位移，得出拋出點的坐標(biāo)．

解答 解：（1）實驗中必須保證小球做平拋運動，而平拋運動要求有水平初速度且只受重力作用；
由于要記錄小球的運動軌跡，必須重復(fù)多次，才能畫出幾個點，因此為了保證每次平拋的軌跡相同，所以要求小球每次從同一高度釋放．
（2）根據(jù)△y=2L=gT²得：T=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$s=0.1s，則A運動到B的時間為0.1s．
平拋運動的初速度為：v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{3×0.05}{0.1}$=1.5m/s．
B點豎直分速度為：v_yB=$\frac{{y}_{AC}}{2T}$=$\frac{8×0.05}{2×0.1}$=2m/s，
則B點的速度為：v_B=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{yB}^{2}}$=$\sqrt{1．{5}^{2}+{2}^{2}}$=2.5m/s．
拋出點到B點的時間為：t=$\frac{{v}_{yB}}{g}$=$\frac{2}{10}$s=0.2s，
則x=0.1-v₀t=0.1-1.5×0.2=-0.2m，
故答案為：（1）水平，同一位置；（2）1.5，2.5，-0.2．

點評 對于平拋運動問題，一定明確其水平和豎直方向運動特點，尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律和推論解題．