Question

13．回答“研究平拋運動”的有關問題
（1）在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡．為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上ABDF．
（A）通過調節使斜槽的末端切線保持水平       （B）每次必須由靜止釋放小球
（C）記錄小球經過不同高度的位置時，每次必須嚴格地等距離下降
（D）固定白紙的木板必須調節成豎直       （E）每次釋放小球的位置必須不同
（F）要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些
（G）將球經過不同高度的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線
（2）某學生在做“研究平拋運動”的實驗中，忘記記下小球做平拋運動的起點位置，0為物體運動一段時間后的位置，取為坐標原點，平拋的軌跡如圖示，根據軌跡的坐標求出物體做平拋運動的初速度為V₀=1 m/s，拋出點的坐標為（-10cm，-5cm）．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）小球做平拋運動，必須保證斜槽末端切線水平；實驗過程中要保證小球每次做平拋運動的初速度相同，每次應從斜槽的同一位置由靜止釋放小球；在白紙上記錄記錄小球的運動路徑時，不必要等高度下降；
（2）平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，根據豎直方向上△y=gT²，求出時間間隔，再根據水平方向上的勻速直線運動求出初速度．
求出B點在豎直方向上的速度，即可求出運動的時間和b點速度，從而求出此時小球水平方向和豎直方向上的位移，即可求出拋出點的坐標．

解答 解：A、通過調節使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運動．故A正確．
B、因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，故B正確，E錯誤．
C、因平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，在相同時間里，位移越來越大，因此木條（或凹槽）下降的距離不應是等距的，故C錯誤．
D、做平拋運動的物體在同一豎直面內運動，固定白紙的木板必須調節成豎直，故D正確；
F、要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些，故F正確；
G、將球經過不同高度的位置記錄在紙上后，取下紙，平滑的曲線把各點連接起來，故F錯誤；
故選：ABDF
（2）在豎直方向上△y=gT²，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=0.1s．則小球平拋運動的初速度v₀=$\frac{x}{T}=\frac{0.1}{0.1}$m/s=1m/s．
（2）A點在豎直方向上的分速度v_Ay=$\frac{{y}_{OB}}{2T}=\frac{0.4}{0.2}$=2m/s，則運動的時間t=$\frac{{v}_{Ay}}{g}$=0.2s．
水平方向上的位移x₁=vt=0.2m，豎直方向上的位移y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=0.2m．
所以開始做平拋運動的位置坐標x=0.1-0.2=-0.1m=-10cm，y=0.15-0.2m=-0.05m=-5cm，即坐標為（-10cm，-5cm）
故答案為：（1）ABDF；（2）1；（-10cm，-5cm）

點評 研究平拋運動的方法是把平拋運動分解到水平方向和豎直方向去研究，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，兩個方向上運動的時間相同，根據平拋運動基本公式解題，本題難度適中．