Question

8．用如图1所示装置做“研究平抛物体的运动”的实验，通过描点法描小球平抛运动的轨迹；

（1）关于这个实验，以下说法中正确的是BC（填字母代号）；
A．小球释放的初始位置越高越好；
B．每次小球要从同一高度由静止释放；
C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直；
D．若该实验中使用的斜槽不光滑，会对实验有较大的影响．
（2）实验后得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹线上取一些点，测量它们与平抛起点O的水平距离（x）和竖直距离（y）；下列y-x²图象（图2）能正确说明小球的轨迹是抛物线的是B；

（3）某同学设计一个测定平抛运动初速度的实验装置，设计示意图如图3所示，O点是小球抛出点，在O点有一个频闪的点光源，闪光频率为30Hz，在抛出点的正前方，竖直放置一块毛玻璃，在小球抛出后当光源闪光时，在毛玻璃上有一个小球的投影点，在毛玻璃右边用照相机多次曝光的方法，拍摄小球在毛玻璃上的投影照片．已知图中O点与毛玻璃水平距离L=1.2m，两个相邻小球投影点的实际距离△h=5cm；已知小球在毛玻璃上投影像点做匀速直线运动，小球平抛运动的初速度是4m/s（g=10m/s²）．

Answer 1

分析 （1、2）；根据研究平抛运动的原理及注意事项可得出正确的选项；平抛运动竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；联立求得两个方向间的位移关系可得出正确的图象
（3）根据要用相似三角形，列出平抛水平和竖直位移的表达式在带入比例关系，应用两次相似三角形，然后的两个公式联立解题即可．

解答 解：（1）“研究平抛物体的运动”的实验，保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故木板应保持竖直，最后轨迹是否有摩擦，对研究平抛运动没有影响；故BC正确，AD错误；
（2）物体在竖直方向做自由落体运动，y=$\frac{1}{2}$gt²；水平方向做匀速直线运动，x=vt；
联立可得：y=$\frac{g{x}^{2}}{2{v}^{2}}$，因初速度相同，故$\frac{g}{2{v}^{2}}$为常数，故y-x²应为正比例关系，故B正确，ACD错误；
（3）对球的第一个位置和其与水平位移x和竖直方向的位移y构成的三角形与投影三角形OBN是相似三角形ON=L，NB=Y，
．
对实物：x=v₀t，y=$\frac{1}{2}$gt²，又由相似三角形$\frac{x}{y}$=$\frac{L}{Y}$，
解得：Y=$\frac{glt}{2{v}_{0}}$…①
同理对球的第二个位置和其投影点可以得到：Y+△h=$\frac{gl（t+\frac{1}{30}）}{2{v}_{0}}$…②
联立两式解得：v₀=4m/s
故答案为：（1）BC；（2）B；（3）4．

点评 平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，提高解决问题的能力．所用到的方法和思维和我们平时所用的就不大一样，考点涉及平抛，涉及相似三角形的应用，这个的数学思想要多于物理思想