Question

16．在“研究平抛运动的实验”中，某同学让小球A由斜槽滚下，从桌边水平抛出，当它恰好离开桌边缘时小球B从同样高度处自由下落，频闪照相仪拍到了B球下落过程的四个位置和A球的第3、4个位置，如图所示，背景的方格纸每小格的边长为2.5cm．
（1）请在图中标出A球的第2个位置；
（2）频闪照相仪的闪光频率为10Hz；
（3）A球离开桌边时的速度大小为0.75m/s．

Answer 1

分析 （1）根据平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，相等时间内的水平位移相等，以及竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，确定A球第二个位置．
（2）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，从而得出闪光的频率．
（3）根据水平位移和时间间隔求出A球离开桌边的速度大小．

解答 解：（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，知相等时间内水平位移为3L，竖直方向上做自由落体运动，与B球的2位置等高．如图所示．
（2）在竖直方向上，△y=4L=gT²，解得T=$\sqrt{\frac{4L}{g}}=\sqrt{\frac{4×2.5×1{0}^{-2}}{10}}s=0.1s$，
则闪光的频率f=$\frac{1}{T}$=10Hz．
（3）A球离开桌边的速度${v}_{0}=\frac{3L}{T}=\frac{2.5×3×1{0}^{-2}}{0.1}m/s=0.75m/s$．
故答案为：（1）如图所示，（2）10Hz，（3）0.75．

点评 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，难度不大．