Question

10．（1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上ACD．
A．调节斜槽末端保持水平       
B．每次释放小球的位置必须不同
C．每次必须由静止释放小球
D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点（轨迹已擦去）．已知小方格纸的边长L=2.5cm．g取10m/s²．请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：
（1）根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v₀=1.0m/s．
（2）小球运动到b点的速度是1.25m/s．
（3）从抛出点到b点所经历的时间是0.075s．

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）根据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平抛运动的初速度．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c点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出c点的速度．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点竖直分速度，结合速度时间公式求出运动的时间．

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B错误，C正确．
D、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D正确；
E、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E错误；
故选：ACD．
（2）①由△y=gT²得，
T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{2.5×1{0}^{-2}}{10}}s=0.05s$，
则初速度${v}_{0}=\frac{x}{t}=\frac{2×0.025}{0.05}=1.0m/s$．
②而v_by=$\frac{{y}_{ac}}{2T}=\frac{3×2.5×1{0}^{-2}}{0.1}m/s$=0.75m/s，
所以v_c=$\sqrt{0.7{5}^{2}+{1}^{2}}=1.25m/s$．
③b点竖直分速度v_b=0.75m/s
由v_b=gt得：t_b=$\frac{{v}_{b}}{g}=\frac{0.75}{10}s$=0.075s
故答案为：（1）ACD；（1）1.0m/s，1.25m/s，0.075s

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．