Question

如图所示，根据平抛运动的原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的试验方法，提供的试验器材：弹射器（含弹丸）、铁架台（带有夹具）、米尺．（图中只画出了弹射器示意图）
（1）在安装弹射器时应注意：

 

．
（2）试验中需要测量的物理量有：

 

和

 

（3）计算初速度的表达式为：

 

．

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）本题小球被抛出后应做平抛运动才能测定小球的初速度，故小球飞出时的速度应为水平，即弹射器末端应保持水平，因此在安装弹射器时应注意：弹射器必须保持水平，以保证弹丸初速度沿水平方向．
（2）根据平抛运动规律可知，小球水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，因此测出弹丸下落高度，根据竖直方向运动特点可以求出落地时间，然后根据水平方向运动特点可以求出弹丸出射时的初速度大小，故实验中需要测量的量为弹丸下降的高度y和水平射程x．
（3弹丸抛出点的高度为y，水平射程为x，弹丸做平抛运动，则有：
x=v₀t
y=

1

2

gt²
联立解得：其计算公式为：v0=x

g 2y

．
故答案为：（1）弹射器必须保持水平，（2）弹丸下降的高度y，水平射程x；（3）v0=x

g 2y

．

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．