Question

14．（1）在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外，下列器材中还需要的是D．
A．天平    B．秒表    C．弹簧秤    D．重垂线
（2）实验中，下列说法正确的是A．
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B．斜槽轨道必须光滑
C．实验中只需记录运动轨迹上的三个点即可，无需太多
D．斜槽轨道末端可以不水平
（3）在“研究平抛物体运动”的实验中，某同学记录了运动轨迹上三点A、B、C，如图所示，以A为坐标原点建立坐标系，各点坐标值已在图中标出．求：
①小球平抛初速度的大小；
②小球做平抛运动的初始位置坐标 X=-10cm； Y=-5cm．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的测量器材．
（2）根据实验的原理以及注意事项确定正确的操作步骤．
（3）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初速度．

解答 解：（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，
故选：D．
（2）A、为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽的相同位置由静止释放，故A正确；
B、斜槽轨道不一定需要光滑，故B错误．
C、要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些为了保证小球的初速度水平，故C错误．
D、斜槽末端需水平，故D错误．
故选：A．
（3）在竖直方向上，根据△y=gT²得：T=$\sqrt{\frac{△h}{g}}$=$\sqrt{\frac{40-15-15}{10}×1{0}^{-2}}$s=0.1s，
则平抛运动的初速度为：v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{0.1}{0.1}$ m/s=1m/s．
由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得B的竖直速度：
因此：v_By=$\frac{{h}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.4}{0.2}$=2m/s
因此从开始抛出到B点的时间为：t=$\frac{{v}_{By}}{g}$=0.2s．
故从开始到A点的时间为：△t=0.2s-0.1s=0.1s．
因此从抛出到A点的水平位移：x=-v₀△t=-1.0×0.1 m=-0.1m=-10cm；
竖直位移为y=-$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=-$\frac{1}{2}×10×0．{1}^{2}$m=-0.05m=-5cm
故答案为：（1）D；（2）A； （3）①1 m/s；②-10 cm；-5 cm．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，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．