Question

（1）利用闪光照相研究平抛运动的示意图1．小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌边缘时，小球B也同时下落，闪光频率为10Hz的闪光器拍摄的照片中B球有四个像，像间距离已在图1中标出，单位为cm，如图1所示，两球恰在位置4相碰．则A球离开桌面时的速度    ．（取g=10m/s²）
（2）如图2所示，质量不同的两个物体A和B，用跨过定滑轮的细绳相连．开始时B放在水平桌面上，A离地面有一定的高度，从静止开始释放让它们运动，在运动过程中B始终碰不到滑轮，A着地后不反弹．滑轮与轴处摩擦不计，绳子和滑轮质量不计．用此装置可测出B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ．
①在本实验中需要用到的测量工具是    ；需要测量的物理量是    （物理量需用字母表示）．
②动摩擦因数的表达式为μ=    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据自由落体运动的时间，结合水平位移求出A球离开桌面的初速度．
（2）分析A、B的运动过程．A向下加速运动，B先加速后减速，根据系统运动过程中的能量转化和守恒列出等式，根据等式表示出B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ．
解答：解：（1）相邻两个球间的时间间隔T==0.1s；
两球相遇经历的时间等于B球自由落体运动的时间，t=3T=0.3s．
因为水平方向上做匀速直线运动，有x=vt．
则初速度．
故答案为：1m/s．
（2）设A距地面的高度h，B在桌面上滑行的总距离s，A、B的质量m_A、m_B
从开始释放让它们运动，到A着地，根据系统能量守恒得：
m_Agh=μm_Bgh+（m_A+m_B）v^{2 ①}
从A着地到B停在桌面上，根据能量守恒得：m_Bv²=μm_Bg（s-h）    ②
由①②解得：μ=
故答案为：①天平，刻度尺； A距地面的高度h，B在桌面上滑行的总距离s，A、B的质量m_A、m_B； ②μ=．
点评：（1）解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式进行求解．
（2）能够从物理情境中运用物理规律找出所要求解的物理量间的关系，表示出需要测量的物理量，运用仪器进行测量．