Question

（1）利用閃光照相研究平拋運動的示意圖1．小球A由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當它恰好離開桌邊緣時，小球B也同時下落，閃光頻率為10Hz的閃光器拍攝的照片中B球有四個像，像間距離已在圖1中標出，單位為cm，如圖1所示，兩球恰在位置4相碰．則A球離開桌面時的速度

1m/s

．（取g=10m/s²）
（2）如圖2所示，質量不同的兩個物體A和B，用跨過定滑輪的細繩相連．開始時B放在水平桌面上，A離地面有一定的高度，從靜止開始釋放讓它們運動，在運動過程中B始終碰不到滑輪，A著地后不反彈．滑輪與軸處摩擦不計，繩子和滑輪質量不計．用此裝置可測出B物體與水平桌面間的動摩擦因數μ．
①在本實驗中需要用到的測量工具是

天平，刻度尺

；需要測量的物理量是

A距地面的高度h，B在桌面上滑行的總距離s，A、B的質量m_A、m_B

（物理量需用字母表示）．
②動摩擦因數的表達式為μ=

mAh

(mA+mB)s-mAh

．

Answer 1

分析：（1）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，根據自由落體運動的時間，結合水平位移求出A球離開桌面的初速度．
（2）分析A、B的運動過程．A向下加速運動，B先加速后減速，根據系統運動過程中的能量轉化和守恒列出等式，根據等式表示出B物體與水平桌面間的動摩擦因數μ．

解答：解：（1）相鄰兩個球間的時間間隔T=

1

f

=0.1s；
兩球相遇經歷的時間等于B球自由落體運動的時間，t=3T=0.3s．
因為水平方向上做勻速直線運動，有x=v₀t．
則初速度v0=

x

t

=1m/s．
故答案為：1m/s．
（2）設A距地面的高度h，B在桌面上滑行的總距離s，A、B的質量m_A、m_B
從開始釋放讓它們運動，到A著地，根據系統能量守恒得：
m_Agh=μm_Bgh+

1

2

（m_A+m_B）v^{2 ①}
從A著地到B停在桌面上，根據能量守恒得：

1

2

m_Bv²=μm_Bg（s-h）    ②
由①②解得：μ=

mAh

(mA+mB)s-mAh

故答案為：①天平，刻度尺； A距地面的高度h，B在桌面上滑行的總距離s，A、B的質量m_A、m_B； ②μ=

mAh

(mA+mB)s-mAh

．

點評：（1）解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規律，結合運動學公式進行求解．
（2）能夠從物理情境中運用物理規律找出所要求解的物理量間的關系，表示出需要測量的物理量，運用儀器進行測量．