Question

12．在做“研究平抛物体的运动”的实验中，采用了如图1所示的装置．

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平．每次让小球从斜槽上同一位置由静止释放，是为了保证小球抛出时初速度相同．
（2）如图2所示是在一次实验中用的方格纸，方格边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，已知小球质量m=2kg，则该小球做平抛运动的初速度大小为1.5m/s，小球经过B点时重力的功率为40W．（g取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初速度．根据某段时间内的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，结合瞬时功率的公式求出重力的功率．

解答 解：（1）为了保证小球的初速度水平，斜槽末端应切线水平．每次让小球从斜槽上同一位置由静止释放，是为了保证小球抛出时初速度相等．
（2）在竖直方向上，根据△y=gT²得，相等的时间间隔T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{0.05×2}{10}}s=0.1s$，则小球平抛运动的初速度${v}_{0}=\frac{3L}{T}=\frac{3×0.05}{0.1}m/s=1.5m/s$．
小球在B点时竖直分速度${v}_{yB}=\frac{8L}{2T}=\frac{8×0.05}{0.2}m/s=2m/s$，小球经过B点时重力的功率P=mgv_yB=20×2W=40W．
故答案为：（1）水平，初速度相同，（2）1.5，40．

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．