题目内容
16.在做“研究平抛运动”的实验时,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出平抛运动的初速度,实验装置如图1所示.(1)关于这个实验,以下说法中正确的是BCD.
A.小球释放的初始位置越高越好
B.每次小球要从同一位置由静止释放
C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球的平抛运动要靠近木板但不接触
(2)在做“研究平抛运动”的实验时,坐标纸应当固定在竖直的木板上,图2中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是C.
(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时,得到的部分轨迹曲线如图3所示.在曲线上取A、B、C三个点,测量得到A、B、C三点间竖直距离h1=10.20cm,h2=20.20cm,A、B、C三点间水平距离x1=x2=x=12.40cm,g取10m/s2,则物体平抛运动的初速度v0的计算式为${v}_{0}=x\sqrt{\frac{g}{{h}_{2}-{h}_{1}}}$(用字母h1、h2、x,g表示),代入数据得其大小为1.24m/s.(计算结果保留三位有效数字)
分析 根据实验的原理以及注意事项确定正确的操作步骤.
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,结合水平位移和时间间隔求出初速度.
解答 解:(1)A、释放小球的位置不是越高越好,因为越高,初速度越大,轨迹会 超过白纸的范围,故A错误.
B、为了保证小球的初速度相等,每次从斜槽的同一位置由静止释放小球,故B正确.
C、实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直,故C正确.
D.小球的平抛运动要靠近木板但不接触,防止由于摩擦改变小球的运动轨迹,故D正确.
故选:BCD.
(2)斜槽末端是水平的,小球做平抛运动,要分解为水平和竖直方向的分运动,故方格纸因该水平竖直,
坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合,故C正确.
(3)在竖直方向上,根据$△y={h}_{2}-{h}_{1}=g{T}^{2}$得,T=$\sqrt{\frac{{h}_{2}-{h}_{1}}{g}}$,
则初速度${v}_{0}=\frac{x}{T}=x\sqrt{\frac{g}{{h}_{2}-{h}_{1}}}$.
代入数据解得${v}_{0}=0.124×\sqrt{\frac{10}{0.1}}m/s=1.24m/s$.
故答案为:(1)BCD,
(2)C,
(3)${v}_{0}=x\sqrt{\frac{g}{{h}_{2}-{h}_{1}}}$
(4)1.24.
点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论灵活求解.
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