Question

19．试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法，提供的实验器材有：弹射器（含弹丸如图）、铁架台（带有夹具）、米尺．
（1）画出实验示意图．
（2）指出在安装弹射器时应注意的事项．
（3）指出实验时需要测量的量．（在图中用字母标明）
（4）因每次射出弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是什么？
（5）推导出初速度的计算公式．

Answer 1

分析 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合弹丸的水平位移和竖直位移求出平抛运动的初速度．

解答 解：（1）实验的示意图如图所示．
（2）为了使小球做平抛运动，弹射器必须水平．
（3）为了测量初速度，需测量AB的高度h，BC的长度s．
（4）在C处铺一张白纸，上面铺一张复写纸，将几次弹射的落点用一个最小的圆圈圈上，找出圆心，圆心即为平均落点C．
（5）根据h=$\frac{1}{2}$gt²得，t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$．
则初速度v₀=$\frac{s}{t}$=s$\sqrt{\frac{g}{2h}}$．
答：（1）如图所示，
（2）弹射器必须水平，
（3）测量AB的高度h，BC的长度s．
（4）在C处铺一张白纸，上面铺一张复写纸，将几次弹射的落点用一个最小的圆圈圈上，找出圆心，圆心即为平均落点C．
（5）初速度的计算公式v₀=s$\sqrt{\frac{g}{2h}}$．

点评 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及知道实验中需要注意的事项．