Question

5．在“研究平抛物体运动”的实验中，可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从同一位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置．
B．安装好器材，注意在坐标纸上记下斜槽末端O点和过O点的竖直线．
C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v=$\sqrt{\frac{g{x}^{2}}{2y}+2gy}$算出该点的瞬时速度．
D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹．
（1）完成上述步骤，将正确答案填在横线上．
（2）上述实验步骤的合理顺序是BADC．

Answer 1

分析 为保证小球做的是同一个运动，所以必须保证从同一高度释放，为保证小球做的是平抛运动，所以必须要让斜槽末端水平．数据处理时，根据水平方向和竖直方向的关系列式求解，得出水平初速度和竖直分速度的大小，结合平行四边形定则求出瞬时速度的大小．根据实验原理安排实验步骤．

解答 解：A、让小球多次从斜槽上同一位置无初速滚下，保证小球每次平抛运动的轨迹相同；
C、根据y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得，t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}$，则平抛运动的初速度为：${v}_{x}=\frac{x}{t}=x\sqrt{\frac{g}{2y}}$，根据平行四边形定则知：v=$\sqrt{{{v}_{x}}^{2}+{{v}_{y}}^{2}}=\sqrt{\frac{g{x}^{2}}{2y}+2gy}$．
上述实验步骤的合理顺序是BADC．
故答案为：（1）A、同一，C、$\sqrt{\frac{g{x}^{2}}{2y}+2gy}$，（2）BADC．

点评 做这个实验的关键是画出平抛运动的轨迹，再进行计算探究．围绕画轨迹记忆实验器材和注意事项，根据水平方向和竖直方向的关系进行计算探究．