Question

5．在做“研究平抛物体的运动”实验时
（1）除了木板?钢球?坐标纸?铅笔?重锤线?图钉之外，下列器材中还需要的是A．（填选项序号）
A． 斜槽         B．秒表         C． 弹簧秤         D．天平
（2）实验中，下列说法正确的是ABD
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下
B．斜槽轨道光滑与否对实验没有影响
C．斜槽轨道末端可以不水平
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）在利用平抛运动的轨迹建立坐标系的时候，误将记录的抛物线上的某点A当做抛出点而建立如图所示的坐标系，则物体抛出时的水平初速度大小为2.0 m/s，其真正抛出点的坐标为O（-20cm，-5cm）．（g=10m/s²）

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，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点．然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹；
（3）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直方向上△y=gT²，求出时间间隔，再根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度．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，结合速度时间公式求出抛出点到B点的时间，从而结合运动学公式求出抛出点到B点的水平位移和竖直位移，得出抛出点的坐标．

解答 解：（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、钢球、坐标纸、铅笔、重锤线、图钉之外，下列器材中还需要重斜槽，不需要小球的质量以及小球运动的时间，所以不需要秒表、天平和测力计，故A正确．
故选：A．
（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，不需要把所有的点都连接起来，而是让更多的点分布在曲线两边．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．故ABD正确，C错误．
故选：ABD
（3）在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直方向上△y=gT²，
即：0.1m=gT²，得：T=0.1s
水平方向：v₀=$\frac{x}{T}=\frac{0.2}{0.1}m/s=2.0m/s$．
B点的竖直分速度${v}_{yB}=\frac{0.40}{0.2}m/s=2m/s$，则抛出点到B点的时间t=$\frac{{v}_{yB}}{g}=\frac{2}{10}s=0.2s$，
可知抛出点的横坐标x=0.2-v₀t=0.2-2×0.2m=-0.2m=-20cm，纵坐标y=0.15-$\frac{1}{2}g{t}^{2}=0.15-\frac{1}{2}×10×0.04m=-0.05m$=-5cm．
故答案为：（1）A  （2）ABD   （3）2.0；（-20、-5）

点评 对于研究平抛运动的实验不要只是从理论上理解，一定动手实验才能体会每步操作的具体含义，对于该实验关键是理解水平和竖直方向的运动特点，熟练应用匀变速直线运动规律解题．