Question

【題目】用實驗室的斜面小槽等器材裝配如圖甲所示的實驗裝置，小槽末端水平．每次都使鋼球在斜槽上從同一位置由靜止?jié)L下，鋼球在空中做平拋運動，設法用鉛筆描出小球經過的位置，連起來就得到鋼球做平拋運動的軌跡．

（1）某同學在安裝實驗裝置和進行其余的實驗操作時都準確無誤，他在分析數據時所建立的坐標系如圖乙所示．他的錯誤之處是______________________．

（2）該同學根據自己所建立的坐標系，在描出的平拋運動軌跡圖上任取一點（x，y），運用公式，求小球的初速度v0，這樣測得的平拋初速度值與真實值相比____（選填“偏大”“偏小”或“相等”）．

（3）該同學在自己建立的坐標系中描繪出鋼球做平拋運動的軌跡及數據如圖丙所示，據圖象可求得鋼球做平拋運動的初速度為___m/s，鋼球的半徑為__cm．(均保留2位有效數字)

Answer 1

【答案】 坐標原點O的位置不該選在斜槽末端，而應上移至小球圓心在白紙上的投影處 偏大 2.0 2.0

【解析】(1) 該同學的錯誤之處是坐標原點O的位置不該選在斜槽的末端，而應上移至小球圓心在白紙上的投影處；

(2) 由于坐標原點偏下，所以在計算飛行時間時偏小，由知，實驗求出的初速度比真實值偏大；

(3) 在豎直方向上，根據△y=gT2得：

則平拋運動的初速度為：

縱坐標為18cm處的豎直分速度為：

拋出點到該點的豎直位移為：

則鋼球的半徑為：r=20-18cm=2.0cm。

點晴：根據實驗的原理和操作中的注意事項確定實驗中的錯誤之處，根據飛行時間的測量誤差確定初速度的測量誤差，根據豎直方向上連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結合水平位移和時間間隔求出初速度。