Question

13．在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹
（1）（多选）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：a、c、e
a、通过调节使斜槽的末端保持水平
b、每次释放小球的位置必须不同
c、每次必须由静止释放小球
d、记录小球位置用的凹槽每次必须严格地等距离下降
e、小球运动时不应与木板上的白纸相接触
f、将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）如图是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片，背景方格纸的边长为10cm，A、B、C是同一小球在频闪照相中拍下的三个连续的不同位置时的照片，则：（g=10m/s²）
①频闪照相相邻闪光的时间间隔0.1s；
②小球水平抛出的初速度v₀=3m/s；
③球经过B点时其竖直分速度大小为v_y=1.5m/s．

Answer 1

分析 （1）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，最后轨迹应连成平滑的曲线；
（2）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动，结合竖直方向相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，通过水平位移和时间间隔求出平抛运动的初速度．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点竖直方向上的分速度．

解答 解：（1）a、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动．故a正确．
   bc、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．故b错误，c正确．
   d、因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条（或凹槽）下降的距离不应是等距的，故d错误；
   ef、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，最后轨迹应连成平滑的曲线．故f错误，e正确．
（2）①根据△y=gT²得，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{L}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$s=0.1s．
②平抛运动的初速度v₀=$\frac{3L}{T}$=$\frac{3×0.1}{0.1}$m/s=3m/s．
③B点竖直方向上分速度等于AC段竖直方向上的平均速度，则v_y=$\frac{{y}_{AC}}{2T}$=$\frac{3L}{2T}$=$\frac{0.3}{0.2}$m/s=1.5m/s．
故答案为：（1）a、c、e；（2）①0.1；②3；③1.5．

点评 解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在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；
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．