Question

已知平抛物体运动在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动．某同学为了测定平抛运动的初速度．设计了如下实验．实验装置如图所示．实验时先调整斜槽轨道，调节挡板到合适高度；并测出从O点抛出后其相对抛出点O的竖直距离（即小球下落的高度）y，在水平挡板上铺上白纸，白纸上再覆盖复写纸．使小球从斜槽某一高度由静止释放，经过一段水平轨道后抛出，落在水平挡板上，由落点位置测出小球作平抛运动的水平位移x（即小球落在挡板上位置与抛出点O的水平位移）．然后依次均匀下移水平挡板的位置，让小球从斜槽上由静止释放，并测出小球下落高度以及水平射程．该同学共进行了六次测量．
（1）在实验操作时，为了确保小球做同一轨迹的平抛运动，必须调节斜槽的末端

水平

，控制小球从斜槽上

同一位置

由静止释放．
（2）为了测出平抛运动的初速度，该同学根据所测到的数据以y为横坐标，以x²为纵坐标，在坐标纸上画出对应的图象，发现为过原点的直线．并测出直线斜率为k，已知当地的重力加速度为g．那么他所测得的小球作平抛运动的初速度v₀=

gk 2

．

Answer 1

分析：在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动．所以斜槽轨道末端一定要水平，同时斜槽轨道要在竖直面内．要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点．然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹．小球运动的轨迹是曲线．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据△y=gT²求出相等的时间间隔，再根据v₀=

x

t

求出平抛运动的初速度．

解答：解：（1）在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动．所以斜槽轨道末端一定要水平，同时斜槽轨道要在竖直面内．要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点．
（2）根据y=

1

2

gt2及x=v₀t
解得：x2=

2v02

g

y
所以

2v02

g

=k
解得：v0=

gk 2

故答案为：（1）水平；同一位置  （2）

gk 2

点评：解决本题的关键掌握“研究平抛运动”实验的注意事项，以及知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，灵活运用运动学公式求解