Question

4．某同学利用甲图所示的装置做“研究平抛运动”的实验．

（1）他已经备有下列器材：有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台．还需要的器材有C．
A．秒表      B．天平     C．重锤线    D．弹簧测力计
（2）实验中，下列说法正确的是AD．
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放
B．尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
C．小球运动时应与木板上的白纸（或方格纸）接触
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点
（3）某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，A为物体运动一段时间后的位置，根据乙图所示，求出物体做平抛运动的初速度为2.0 m/s．（g取10 m/s²）

Answer 1

分析 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．在竖直方向做自由落体运动，根据△h=gT²，求出T，物体在水平方向做匀速直线运动，根据s=v₀T，即可求出平抛运动的初速度v₀．

解答 解：（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，还需要坐标纸，便于确定小球间的距离，以及刻度尺测量下降的高度和水平位移．故C正确，ABD错误．
故选：C．
（2）A、为了使小球平抛运动的初速度相同，小球需从斜槽上相同的位置自由滑下，斜槽轨道不一定需要光滑．故A正确，B错误．
C、为了使小球做平抛运动，斜槽的末端需水平．故C错误．
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．故D正确．
故选：AD．
（3）由于物体在竖直方向做自由落体运动，故在竖直方向有△h=gT²，
由图可知△h=h₂-h₁=（40cm-15cm）-15cm=10cm=0.1m
将△h=0.1m，g=10m/s²带入△h=gT²解得T=0.1s．
物体在水平方向做匀速直线运动故s=v₀T，
将s=20cm=0.2m带入解得v₀=$\frac{0.2}{0.1}$=2.0m/s
故答案为：（1）C；（2）AD；（3）2.0

点评 解决本题的关键知道实验的原理，以及知道实验的注意事项．由于物体在水平方向做匀速直线运动，可以根据在水平方向的间距相同确定相隔的时间相同，而在竖直方向做自由落体运动，即匀变速直线运动故有△h=gT²，求出T，再根据s=v₀T进行求解．这种方法一定要掌握．