Question

5．圖示為小球做平拋運動時被拍下的頻閃照片的一部分，背景標尺每小格表示5cm．請根據圖中小球的位置描出小球的運動軌跡，由照片可得小球做平拋運動的初速度為1.5m/s，t=0.2s時的速度為2.5m/s．（g取10m/s）

Answer 1

分析 根據圖中小球的位置描點作圖，作出小球的運動軌跡．在豎直方向上，根據連續相等時間內的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結合水平位移和時間間隔求出初速度．根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出t=0.2s時的豎直分速度，結合平行四邊形定則求出t=0.2s時的速度．

解答 解：作出小球的運動軌跡，如圖所示．

在豎直方向上，根據△y=2L=gT²得，T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$s=0.1s，
則小球平拋運動的初速度v₀=$\frac{3L}{T}$=$\frac{3×0.05}{0.1}$m/s=1.5m/s．
t=0.2s時小球的豎直分速度v_y=$\frac{8L}{2T}$=$\frac{0.4}{0.2}$m/s=2m/s，
根據平行四邊形定則會，t=0.2s時的速度v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}}$=$\sqrt{2.25+4}$ m/s=2.5m/s．
故答案為：軌跡如圖所示；1.5m/s；2.5m/s．

點評 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，結合運動學公式和推論靈活求解，難度中等．