题目内容
12.一物理兴趣小组在实验室用如图所示的装置(图1)“研究平抛运动的规律”,实验步骤如下:①用图钉把白纸订在竖直木板上;
②把斜槽固定在紧靠木板的左上角,且使其末端切线水平;
③记下小铁球飞出时初始位置D,并凭眼观测过O画水平线作为x轴;
④把水平木条靠在竖直木板上,让小铁球从斜槽适当的位置由静止滚下,观察小铁球在木条上的落点,并在白纸上标出相应的点,得到小铁球运动过程中的一个位置;
⑤把水平木条向下移动,重复④的操作,让小铁球从斜槽上相同位置由静止滚下,得到小铁球运动过程中的多个位置;
⑥从木板上取下白纸,…
(1)上述①到⑥的步骤中,有错误的步骤应改为过O点作重锤线的垂线为x轴;
(2)根据画出的轨迹测出小铁球多个位置的坐标(x,y),画出y-x2图象如图2所示,图线是一条过原点的直线,若已知该直线的斜率为k,重力加速度为g,则小铁球从轨道末端飞出的速度v0=$\sqrt{\frac{g}{2k}}$.
分析 (1)根据实验的原理以及操作中的注意事项确定错误的操作步骤.
(2)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,根据运动学公式求出y与x2的表达式,结合图线的斜率求出小铁球从轨道末端飞出的速度.
解答 解:(1)上述①到⑥的步骤中,有错误的是步骤③,应改为过O点作重锤线的垂线为x轴.
(2)根据x=v0t,y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得:y=$\frac{1}{2}g\frac{{x}^{2}}{{{v}_{0}}^{2}}$,可知y-x2图线的斜率k=$\frac{g}{2{{v}_{0}}^{2}}$,解得:${v}_{0}=\sqrt{\frac{g}{2k}}$.
故答案为:(1)过O点做重锤线的垂线为x轴;(2)$\sqrt{\frac{g}{2k}}$.
点评 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.
练习册系列答案
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