Question

15．（1）在探究平抛运动的规律时，可以选用图甲所示的各种装置图，以下操作合理的是BD

A、选用装置1研究平抛运动竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地
B、选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面
C、选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D、除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧至几十帧的照片，获得平抛轨迹
（2）研究平抛物体的运动，在安装实验装置的过程中，斜面末端的切线必须是水平的，这样做的目的是B
A、保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B、保证小球飞出时，初速度水平
C、保证小球在空中运动的时间每次都相等
D、保证小球运动的轨道是一条抛物线
（3）如图乙所示为一小球做平抛运动闪光照片的一部分，图中背景格的边长均为5cm，如果g取10m/s²，
求：①闪光频率是10Hz；
②小球运动的水平分速度的大小是1.5m/s；
③小球经过B点时速度的大小是2.5m/s．

Answer 1

分析 （1）根据研究平抛运动的原理出发分析研究方法是否合理；
（2）在实验中让小球在固定斜槽滚下后，做平抛运动，记录下平抛后运动轨迹．然后在运动轨迹上标出特殊点，对此进行处理，由于是同一个轨迹，因此要求抛出的小球初速度是相同的，所以在实验时必须确保抛出速度方向是水平的，同时固定的斜槽要在竖直面；
（3）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，从而得出闪光的频率．结合水平位移和时间间隔求出平抛运动的水平分速度．根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度，根据平行四边形定则求出B点的速度．

解答 解：（1）A、选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法判断小球是否同时落地，故A错误；
B、A管内与大气相通，为外界大气压强，A管在水面下保证A管上出口处的压强为大气压强．因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定．如果A管上出口在水面上则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强 降低，出水速度减小．故B正确；
C、选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C错误；
D、用数码照相机拍摄时曝光时间的固定的，所以可以用来研究平抛运动，故D正确．
故选：BD
解：研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，故ACD错误，B正确．
故选：B
（3）①在竖直方向上有：△y=2L=gT²，
解得$T=\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}=0.1s$，则闪光的频率f=$\frac{1}{T}=10Hz$．
②小球运动的水平分速度${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{3×0.05}{0.1}=1.5m/s$．
③B点竖直分速度${v}_{yB}=\frac{8L}{2T}=\frac{0.05×8}{0.2}=2m/s$，
根据平行四边形定则知，${v}_{B}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yB}}^{2}}=2.5m/s$
故答案为：（1）BD；（2）B；（3）①10；②1.5；③2.5

点评 在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，因此实验中关键是斜槽末端槽口的切线保持水平及固定后的斜槽要竖直，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．