题目内容

5.做物体平抛运动的实验时,只画出了如图所示的一部分曲线,在曲线上取A、B、C三点,测得它们的水平距离均为△x=0.2m,竖直距离h1=0.1m,h2=0.2m,试由图示求出平抛物体的初速度v0=2m/s,物体在B点的速度=2.5m/s.(g取10m/s2).

分析 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据竖直方向上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,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,根据平行四边形定则求出B点的速度.

解答 解:根据h2-h1=gT2得:T=$\sqrt{\frac{{h}_{2}-{h}_{1}}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.2-0.1}{10}}$s=0.1s.
则初速度为:v0=$\frac{△x}{T}$=$\frac{0.2}{0.1}$m/s=2m/s
B点竖直分速度为:vy=$\frac{{h}_{1}+{h}_{2}}{2T}$=$\frac{0.1+0.2}{2×0.1}$m/s=1.5m/s.
则B点的速度为:v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}}$=$\sqrt{{2}^{2}+1.{5}^{2}}$=2.5m/s.
故答案为:2,2.5.

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.

练习册系列答案
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7.一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系.实验装置如图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触.将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.重力加速度为g

(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为Ep=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$;
(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/cm1.001.502.002.503.003.50
小球飞行水平距离s/×102cm2.013.004.014.986.016.99
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为Ep=$\frac{1{0}^{4}mg{x}^{2}}{h}$;
(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变:
(Ⅰ)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
(Ⅱ)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;
(Ⅲ)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y.若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(Ⅱ)步骤中弹簧的压缩量应该为x=$\frac{L}{200}\sqrt{\frac{h}{y}}$.

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