题目内容

19.两个小球从同一地点同时开始运动,一个做平抛运动,另一个做自由落体运动,拍得的频闪照片如右图所示,并在照片上建立直角坐标系,根据比例算出各像点的实际坐标,标示在图上.
(1)g取9.8m/s2,根据频闪照片计算出平抛运动小球抛出时的初速度0.371m/s
(2)如果平抛运动的小球初速度为v0,经过图中标示的A、B两点时,速度的竖直分量分别为vAy、vBy,设小球的质量为m,则从A到B的过程中;增加的动能为$\frac{1}{2}$m(${v}_{By}^{2}$-${v}_{Ay}^{2}$)(用题中符号表示),为了验证平抛运动的过程中机械能守恒是否守恒,如果实验中根据图中的竖直坐标数据求出的加速度为9.76m/s2,小组同学又通过查阅资料知道当地的重力加速度
为9.78m/s2,则,从A到B的过程中;减小的重力势能为0.314m.

分析 根据竖直方向△x=gT2,求得时间T,在利用水平方向上做匀速直线运动,结合水平位移和时间间隔求出初速度的大小;
根据动能的表达式,从而求得动能的增量,再运用重力势能表达式EP=mgh,从而即可求解.

解答 解:(1)由平抛运动的竖直方向运动规律可得,△x=gT2,
解得时间T=$\sqrt{\frac{0.025-0.016-(0.016-0.009)}{9.8}}$=0.0143s,
小球的初速度v0=$\frac{s}{2T}$=$\frac{0.0149-0.0043}{2×0.0143}$m/s=0.371m/s.
(2)根据动能表达式,则有动能的增量:△EK=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{A}^{2}$=$\frac{1}{2}$m(${v}_{By}^{2}$-${v}_{Ay}^{2}$),
通过查阅资料知道当地的重力加速度为9.78m/s2,
则从A到B的过程中;减小的重力势能为△EP=m×9.78×(0.036-0.004)=0.314m
故答案为:(1)0.371;(2)$\frac{1}{2}$m(${v}_{By}^{2}$-${v}_{Ay}^{2}$),0.314m.

点评 考查平抛运动的规律,掌握运动学公式的内容,注意求得初速度的方法,理解动能的增量,及重力势能的表达式中重力加速度的取值.

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