Question

3．在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：ace．
（a）通过调节使斜槽的末端保持水平
（b）每次释放小球的位置可以不同
（c）每次必须由静止释放小球
（d）记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降
（e）小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
（f）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）在利用平抛运动的轨迹建立坐标系的时候，误将记录的抛物线上的某点A当做抛出点而建立如图所示的坐标系，则物体抛出时的水平初速度大小为2m/s，其真正抛出点的坐标为（-20cm，-5cm）．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线；
（2）平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动．根据竖直方向上△y=gT²，求出时间间隔，然后根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度．求出B点在竖直方向上的速度，即可求出运动的时间，从而求出运动的水平位移和竖直位移，即可求出平抛运动的初始位置．

解答 解：（1）a、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动．故a正确．
b、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故c正确，b错误．
d、因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条（或凹槽）下降的距离不应是等距的，故d错误．
e、做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以免有阻力的影响，故e正确；
f、将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故f错误；
故选：ace
（2）在竖直方向上△y=gT²，则有：T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{0.25-0.15}{10}}$s=0.1s．
则初速度为：${v}_{0}=\frac{x}{t}=\frac{0.2}{0.1}=2m/s$．
B点竖直方向上的分速度为：${v}_{By}=\frac{{h}_{AC}}{2T}=\frac{0.4}{0.2}=2m/s$．
则运动到B点的时间为：t=$\frac{{v}_{By}}{g}=\frac{2}{10}$=0.2s．
已运动的水平位移为：x=vt=0.4m，
竖直位移为：y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=0.2m．
所以平抛运动的初位置的横坐标为0.4-0.2m=-0.2m=-20cm．纵坐标为0.15-0.2=-0.05m=-5cm．
故答案为：（1）ace；（2）2，-20，-5

点评 解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，掌握平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．