Question

11．在用图1所示的实验装置做“探究平抛物体的运动规律”的实验中
（1）实验时除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、重垂线之外，下列器材中还需要的器材是A（填字母）．
A．坐标纸    B．温度计    C．电流表     D．电压表
（2）实验中，下列说法正确的是BD（填字母）
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端切线必须调至水平
C．应使小球每次都从斜槽上不同位置由静止开始滑下
D．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
（3）某同学在坐标纸上描出小球平抛运动中的几个位置如图2中的A、B、C、D所示，图中每个小方格的边长为L=1.25cm，g=9.8m/s²  则利用以上数据可求得：
①小球做平抛运动的初速度大小为0.7m/s．
②小球运动到D点时的竖直分速度大小为1.225m/s．

Answer 1

分析 （1）根据该试验的实验原理和实验的具体操作可以正确选择所需器材；
（2）在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道末端一定要水平，同时斜槽轨道要在竖直面内．要画出轨迹，需要确定很多点，因此为了保证每次轨迹相同，要求小球小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下；
（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小球抛出的初速度．
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B点的竖直分速度．

解答 解：（1）做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、游标卡尺、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要的是器材是坐标纸、重垂线．坐标纸除能更准确确定位置外，还能读出某点坐标，使作图更准确；重垂线的作用是确保坐标纸是在竖直面内，使其与小球运动平面平行，确保轨迹为平抛运动轨迹，故A正确，BCD错误．
（2）为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的．同时要让小球总是从同一位置释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，然后将这几个点平滑连接起来，故AC错误，BD正确．
（3）在竖直方向上，根据△y=L=gT²得，相等的时间间隔T=$\sqrt{\frac{L}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.0125}{10}}$s=0.035s，
则小球的初速度v₀=$\frac{2L}{T}$=$\frac{2×0.0125}{0.035}$m/s=0.7m/s．
小球经B点时的竖直分速度大小v_yB=$\frac{3L}{2T}$=$\frac{3×0.0125}{2×0.035}$m/s=0.536m/s
因此小球运动到D点时的竖直分速度大小为v_yD=v_yB+g•2T，
代入数据，解得：v_yD=1.225m/s；
故答案为：（1）A； （2）BD；（3）①0.7，②1.225，

点评 明确实验原理即可知道所需要器材；在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，同时让学生知道描点法作图线方法：由实验数据得来的点，进行平滑连接起来
．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．