Question

8．（1）如图1所示，该装置为研究物体做平抛运动初速度的装置，下列操作步骤中不需要的或者不正确的有：C（填该步骤的代号）．
（A）用重锤线把木板调节到竖直方向，并在白纸上描出抛出点的位置；
（B）调节斜槽末端的切线方向为水平方向；
（C）小球每次释放时的高度应该是相同的，测出小球释放时的位置离桌面的高度；
（D）调节铅笔尖的位置，当小球刚好经过铅笔尖时，在白纸上描出该位置．描出多个点后，用平滑的曲线把这些点连起来，就得到小球做平抛运动的轨迹．

（2）在记录小球轨迹的白纸上，记录了竖直向下的y轴方向和水平x轴方向以及轨迹上三个点A、B、C的位置，如图2所示．测量A、B和B、C间水平距离x_AB=x_BC=15cm，竖直方向的距离y_AB=15cm，y_BC=25cm．由此可以计算出小球做平抛运动的初速度大小v₀=1.5m/s．小球通过B点的瞬时速度的大小v_B=2.5m/s．（取g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定不正确的操作步骤．
（2）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，结合水平位移和时间间隔求出平抛运动的初速度．根据某段时间内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，结合平行四边形定则求出B点的速度大小．

解答 解：（1）实验中为了保证小球的初速度水平，应保持斜槽末端水平，为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，不需要测量小球释放时的位置离桌面的高度，故B正确，C错误．
用重锤线把木板调节到竖直方向，并在白纸上描出抛出点的位置，故A正确．
节铅笔尖的位置，当小球刚好经过铅笔尖时，在白纸上描出该位置．描出多个点后，用平滑的曲线把这些点连起来，得出小球的运动轨迹，故D正确．
本题选错误的，故选：C．
（2）在竖直方向上，根据${y}_{BC}-{y}_{AB}=g{T}^{2}$得，T=$\sqrt{\frac{{y}_{BC}-{y}_{AB}}{g}}=\sqrt{\frac{0.25-0.15}{10}}s=0.1s$，则初速度${v}_{0}=\frac{{x}_{AB}}{T}=\frac{0.15}{0.1}m/s=1.5m/s$．
B点的竖直分速度${v}_{yB}=\frac{{y}_{AB}+{y}_{BC}}{2T}=\frac{0.15+0.25}{0.2}m/s$=2m/s，根据平行四边形定则得，小球通过B点的速度${v}_{B}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yB}}^{2}}$=$\sqrt{1．{5}^{2}+{2}^{2}}=2.5m/s$．
故答案为：（1）C，（2）1.5m/s，2.5m/s．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，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．