Question

19．（1）如圖，在做“研究平拋運動的規(guī)律”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描出運動軌跡，下面列出了一些操作要求，正確的是AC．
A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平．
B．每次釋放小球的位置可以不同．
C．每次必須由靜止釋放小球．
D．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸．
（2）在另一次實驗中將白紙換成如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長L均為5cm．如果取g=10m/s²，那么，
（1）閃光時間間隔是0.1 s
（2）則小球平拋的初速度的計算式V₀=3$\sqrt{\frac{gL}{2}}$  （用L，g表示）
（3）小球平拋的初速度的大小是1.5 m/s．
（4）小球經(jīng)過B點時豎直速度大小是2.5 m/s．

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線；
（2）平拋運動在豎直方向上是勻變速運動，由BC和AB之間的距離差可以求出時間間隔，也就可以求出閃光頻率；
在水平方向上是勻速直線運動，由ABC三點在水平方向上的位移，和兩點之間的時間間隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；
B點水平速度與初速度相等，再求出豎直方向的速度，求它們的合速度，就是B的速度．

解答 解：（1）A、為使小球拋出時的速度水平，應(yīng)通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，故A正確；
B、為你保證小球做平拋運動的初速度相等，每次釋放小球的位置必須相同，故B錯誤；
C、為保證小球做平拋運動的初速度相等，每次必須由靜止釋放小球，故C正確；
D、為防止小球改變運動軌跡，小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）接觸，故D錯誤；
（2）在豎直方向：h_BC-h_AB=gT²，
代入數(shù)據(jù)解得：T=$\sqrt{\frac{{h}_{BC}-{h}_{AB}}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$=0.1 s．
水平方向是勻速直線運動，
v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{3L}{T}$=3$\sqrt{\frac{gL}{2}}$；
代入數(shù)據(jù)，解得：v₀=3×$\sqrt{\frac{10×0.05}{2}}$m/s=1.5m/s
物體在B點時豎直方向的速度為v_y：
h_BC=v_yt+$\frac{1}{2}$gt²；
帶入數(shù)據(jù)得：
5×0.05=v_y×0.1+$\frac{1}{2}$×10×0.1²
解得：
v_y=2m/s
故B點的速度為：
v_B=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}}$=$\sqrt{1．{5}^{2}+{2}^{2}}$ m/s=2.5m/s
故選：（1）AC；（2）0.1；3$\sqrt{\frac{gL}{2}}$；1.5；2.5．

點評 解決平拋實驗問題時，要特別注意實驗的注意事項．在平拋運動的規(guī)律探究活動中，不一定局限于課本實驗的原理，要注重學(xué)生對探究原理的理解；
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．