题目内容
【题目】如图1,是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有______ .
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
D.每次小球应从同一高度由静止释放
E.每次释放小球时的位置越高,实验效果越好
(2)在做“研究平抛运动”实验中,引起实验结果偏差较大的原因可能是_____
A.安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平
B.确定Oy轴时,没有用重垂线
C.斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦
D.空气阻力对小球运动有较大影响
E.每次小球在斜槽静止释放的位置不同。
(3)图2是用一张印有小方格的纸记录的轨迹,小方格的边长为L=0.1m,小球在平抛运动途中的几个位置中的a、b、c、d所示,小球平抛运动初速度的计算式为 _____ ;b点的速度v= ______m/s ,抛出点距b点的竖直距离为____ m (g=10m/s2)。
【答案】 (1)ACD (2)ABDE (3) 2.5 0.1125
【解析】试题分析:根据实验的原理以及注意事项确定正确的操作步骤,及误差分析;根据平抛运动的规律求出初速度;匀变速直线运动,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,再结合速度合成求出b点的速度;由位移公式可求抛出点距b点的竖直距离。
(1)为了保证每次小球平抛运动的初速度相等,小球每次必须从斜槽的同一位置由静止释放,斜槽轨道不一定需要光滑,而且为了保证小球做平抛运动,安装斜槽轨道时,其末端应保持水平,在下落过程中要将木板校准到竖直方向,防止小球与竖直面接触,由于摩擦改变小球的运动轨迹。综上分析,ACD 正确。
(2)当斜槽末端切线没有调整水平时,小球脱离槽口后不是平抛运动,处理数据,会造成较大误差;没有用重锤线Oy轴,就不能调节斜槽末端切线水平,同样会造成较大误差;即使球与槽之间存在摩擦力,只要让它从同一高度、无初速开始运动,就能保证球做平抛运动的初速度相同,不会引起实验误差;空气阻力对小球运动有较大影响时,平抛的规律就不适用,会引起实验误差;每次小球在斜槽静止释放的位置不同,这样平抛运动初速度不相同,会引起误差。综上分析 ABDE正确。
(3)在竖直方向上,根据,水平方向,得水平速度;代入数据,可得,,b点的竖直分速度,b点的速度为;抛出点距b点的竖直距离。