Question

20．利用所学物理知识解答下列问题：

（1）“研究平抛物体的运动”实验的装置如图1所示，在实验前应调节将斜槽直至末端切线水平，实验时保证小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放．
（2）某次实验记录由于没有记录抛出点，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合实验中重锤的情况确定坐标系，如图2中背景方格的边长均为0.05m，取g=l0m/s²，小球运动中水平分速度的大小是1.5m/s，小球经过B点时的速度大小是2.5m/s，小球平抛运动抛出点的x轴坐标为-0.2m．

Answer 1

分析 在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运动轨迹，实验成功的关键是小球是否初速度水平，要求从同一位置多次无初速度释放，这样才能确保每次平抛轨迹相同；
在竖直方向上，根据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，即A到B的时间，结合水平位移和时间求出初速度．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出B点的速度．
根据速度时间公式求出抛出点到B点的时间，从而求出B点与抛出点的水平位移和竖直位移，得出抛出点的坐标．

解答 解：（1）实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用；
由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放．
（2）根据△y=2L=gT²得：T=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$s=0.1s，则A运动到B的时间为0.1s．
平抛运动的初速度为：v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{3×0.05}{0.1}$=1.5m/s．
B点竖直分速度为：v_yB=$\frac{{y}_{AC}}{2T}$=$\frac{8×0.05}{2×0.1}$=2m/s，
则B点的速度为：v_B=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{yB}^{2}}$=$\sqrt{1．{5}^{2}+{2}^{2}}$=2.5m/s．
抛出点到B点的时间为：t=$\frac{{v}_{yB}}{g}$=$\frac{2}{10}$s=0.2s，
则x=0.1-v₀t=0.1-1.5×0.2=-0.2m，
故答案为：（1）水平，同一位置；（2）1.5，2.5，-0.2．

点评 对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题．