题目内容

13.某同学采用半径R的$\frac{1}{4}$圆弧轨道做平抛运动实验,其部分实验装置示意图如图甲所示.实验中,通过调整使出口末端B的切线水平后,让小球从圆弧顶端的A点由静止释放.图乙是小球做平抛运动的闪光照片,照片中的每个正方形小格的边长代表的实际长度为4.85cm.已知闪光频率是10Hz.则根据上述的信息可知
(1)若小球在圆弧槽轨道上受到了摩擦力作用,不会(“会”或“不会”)影响实验结果.
(2)小球到达轨道最低点B时的速度大小vB=1.94 m/s,小球在D点时的竖直速度大小vDy=1.94 m/s(结果保留3位有效数字).

分析 (1)不论小球受到的摩擦力,不影响做平抛运动.
(2)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,结合水平方向上做匀速直线运动求出初速度的大小,即B点的速度大小.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D点的竖直分速度.

解答 解:(1)若小球在圆弧槽轨道上受到了摩擦力作用,小球只要是做平抛运动即可,因此不会影响实验结果;
(2)B点的速度等于平抛运动的水平分速度,则vB=$\frac{4L}{T}$=$\frac{4×4.85×1{0}^{-2}}{0.1}$m/s=1.94m/s.
D点的竖直分速度vDy=$\frac{8L}{2T}$=$\frac{8×4.85×1{0}^{-2}}{0.2}$ m/s=1.94m/s.
故答案为:(1)不会;   (2)1.94,1.94.

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,结合运动学公式和推论灵活求解.

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