Question

14．（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是CE．
A．秒表  B．天平  C．坐标纸  D．弹簧秤  E．重锤线
（2）实验中，下列说法正确的是BD．
A．斜槽轨道必须光滑；
B．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下；
C．斜槽轨道末端可以不水平；
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些；
（3）如图所示，一个做平抛运动的小球，先后通过a、b、c三点，若相邻两点间的水平距离均为s=0.4m，竖直距离分别为h₁=0.6m和h₂=1.0m，则抛出该球的初速度大小为2m/s 在b点时的速度大小为$2\sqrt{5}$m/s．（不计空气阻力，g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定需要的器材．
（2）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（3）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出b点的速度．

解答 解：（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，还需要坐标纸，便于确定小球间的距离，故选：CE．
（2）A、为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等，应让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A错误，B正确．
C、为了保证小球的初速度水平，斜槽末端应水平，故C错误．
D、要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确．
故选：BD．
（3）在竖直方向上，根据${h}_{2}-{h}_{1}=g{T}^{2}$得，相等的时间间隔T=$\sqrt{\frac{{h}_{2}-{h}_{1}}{g}}=\sqrt{\frac{1-0.6}{10}}s=0.2s$，则小球平抛运动的初速度大小${v}_{0}=\frac{s}{T}=\frac{0.4}{0.2}m/s=2m/s$．
b点竖直分速度${v}_{yb}=\frac{{h}_{1}+{h}_{2}}{2T}=\frac{0.6+1.0}{0.4}m/s=4m/s$，
根据平行四边形定则知，b点的速度${v}_{b}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yb}}^{2}}$=$\sqrt{4+16}$m/s=$2\sqrt{5}$m/s．
故答案为：（1）CE，（2）BD，（3）2m/s，$2\sqrt{5}$m/s．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解．