Question

2．某同学设计了一个研究平抛运动初速度的家庭实验装置，如图所示．在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动，他把桌子搬到竖直墙附近，使做平抛运动的钢球能打在附有白纸和复写纸的墙上，记录钢球的落点，改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据．
（1）为了完成实验，除了题中和图中所示的器材外还需要的器材有C．
A．天平        B．秒表        C．刻度尺         D．打点计时器
（2）实验中下列说法错误的是C
A．墙壁必须是竖直的
B．每次都应该从斜面上同一位置静止释放小球
C．实验过程中，可以在桌面上向前或向后移动斜面
D．钢球经过桌面边缘的位置的切线方向应该水平
（3）如果该同学第一次让桌子紧靠墙壁，从斜面上某一位置静止释放钢球，在白纸上得到痕迹A．以后每次将桌子向后移动距离x=10.00cm，重复刚才的操作，依次在白纸上留下痕迹B、C、D，测得 B、C间距离y₁=14.58cm，C、D间距离y₂=24.38cm，则小球初速度为1.0m/s（g取9.80m/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）根据实验的原理以及注意事项确定正确的操作步骤．
（3）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，结合水平位移和时间间隔求出初速度．

解答 解：（1）研究平抛运动的初速度，不需要测量小球的质量，所以不需要天平，时间根据下降的高度得出，不需要秒表，不需要打点计时器，实验中需要测量水平位移和竖直方向上的位移，所以需要刻度尺．
故选：C．
（2）A、实验中小球做平抛运动，撞击在竖直墙壁上，所以墙壁必须竖直，故A正确．
B、为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，故B正确．
C、实验过程中，不可以在桌面上向前或向后移动斜面，否则抛出的初速度发生改变，故C错误．
D、为了保证小球的初速度水平，钢球经过桌面边缘的位置的切线方向应该水平，故D正确．
本题选错误的，故选：C．
（3）在竖直方向上，根据${y}_{2}-{y}_{1}=g{T}^{2}$得：T=$\sqrt{\frac{{y}_{2}-{y}_{1}}{g}}=\sqrt{\frac{0.2438-0.1458}{9.8}}$s=0.1s，
则初速度为：${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{0.1}{0.1}m/s=1.0m/s$．
故答案为：（1）C； （2）C； （3）1.0

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，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．