题目内容

(2010?上海模拟)某同学设计一个测定平抛运动初速度的实验装置,设计示意图如图所示,O点是小球抛出点,在O点有一个频闪的点光源,闪光频率为30Hz,在抛出点的正前方,竖直放置一块毛玻璃,在小球抛出后当光源闪光时,在毛玻璃上有一个小球的投影点,在毛玻璃右边用照相机多次曝光的方法,拍摄小球在毛玻璃上的投影照片.已知图中O点与毛玻璃水平距离L=1.2m,两个相邻小球投影点的实际距离△h=5cm,则小球在毛玻璃上投影像点做
匀速直线
匀速直线
运动,小球平抛运动的初速度是
4
4
m/s.
分析:由于相机的曝光时间时一样的,所以若两个小球的投影的实际距离是相等的,则可以知道小球的投影是匀速直线运动
第二空很难,要用相似三角形,列出平抛水平和竖直位移的表达式在带入比例关系,应用两次相似三角形,然后的两个公式联立解题即可.
解答:解:
第一空:由于相机的曝光时间时一样的,所以若两个小球的投影的实际距离是相等的,则可以知道小球的投影是匀速直线运动.
第二空:对球的第一个位置和其与水平位移x和竖直方向的位移y构成的三角形与投影三角形OBN是相似三角形ON=L,NB=Y,

对实物:x=v0t,y=
1
2
gt2
,又由相似三角形
x
y
=
L
Y
,解得:Y=
glt
2v0
    ①
同理对球的第二个位置和其投影点可以得到:Y+△h=
gl(t+
1
30
)
2v0
      ②
联立两式解得:v0=4m/s
故答案为:匀速直线运动,4m/s
点评:这个好像是清华大学自主招生的一道题,所用到的方法和思维和我们平时所用的就不大一样,考点涉及平抛,涉及相似三角形的应用,这个的数学思想要多于物理思想.
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