Question

12．在“探究平抛运动的运动规律”的实验中可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从斜槽同一位置上由静止开始滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图中a、b、c、d所示．
B．安装好实验器材，注意斜槽末端水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．
（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
（2）上述实验步骤的合理顺序是BAC．
（3）已知图中小方格的边长L=1.60cm，则小球平抛的初速度为v₀=0.8m/s，小球在b点的速率1.0m/s．（取g=10m/s²）

Answer 1

分析 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，按照组装器材、进行实验、数据分析排列顺序．
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点的速率．

解答 解：（1）A、为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放．
B、安装实验器材，注意斜槽末端水平，保证初速度水平．
（2）按照组装器材、进行实验、数据分析的顺序，排列顺序为：BAC．
（3）在竖直方向上，根据△y=L=gT²得，T=$\sqrt{\frac{L}{g}}=\sqrt{\frac{1.6×1{0}^{-2}}{10}}s=0.04s$，则初速度${v}_{0}=\frac{2L}{T}=\frac{2×1.6×1{0}^{-2}}{0.04}m/s=0.8m/s$，b点的竖直分速度${v}_{yb}=\frac{3L}{2T}=\frac{3×1.6×1{0}^{-2}}{0.08}m/s=0.6m/s$，根据平行四边形定则知，b点的速率v=$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yb}}^{2}}=\sqrt{0.64+0.36}$m/s=1.0m/s．
故答案为：（1）斜槽同一，斜槽末端水平，（2）BAC，（3）0.8m/s，1.0m/s．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，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．