Question

10．在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時(shí)刻在空中所通過(guò)的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用了如圖所示的裝置．先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙．將該木板豎直立于水平地面上，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠(yuǎn)離槽口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠(yuǎn)離槽口平移距離x，小球再?gòu)男辈凵暇o靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C．若測(cè)得木板每次移動(dòng)距離x=10.00cm，A、B間距離y₁=5.02cm，B、C間距離y₂=14.82cm．請(qǐng)回答以下問(wèn)題（g=9.80m/s²）
（1）為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放？為了保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同．
（2）根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量來(lái)求得小球初速度的表達(dá)式為v₀=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$．（用題中所給字母表示）
（3）小球初速度的值為v₀=1 m/s．

Answer 1

分析 明確實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律在水平和豎直方向的規(guī)律，尤其是在豎直方向上，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù)，列出方程即可正確求解．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中，為了確保小球每次拋出的軌跡相同，應(yīng)該使拋出時(shí)的初速度相同，因此每次都應(yīng)使小球從斜槽上緊靠檔板處由靜止釋放．
（2）在豎直方向上：根據(jù)${y}_{2}-{y}_{1}=g{T}^{2}$得：T=$\sqrt{\frac{{y}_{2}-{y}_{1}}{g}}$，
則初速度為：${v}_{0}=\frac{x}{T}$=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$．
（3）代入數(shù)據(jù)解得初速度為：${v}_{0}=0.1×\sqrt{\frac{9.8}{0.1482-0.0502}}$m/s=1m/s．
故答案為：（1）為了保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同；（2）$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$；（3）1．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)中基本規(guī)律以及推論的應(yīng)用，平時(shí)要加強(qiáng)練習(xí)，提高應(yīng)用基本規(guī)律解決問(wèn)題能力．