Question

1．在做“研究平拋物體的運動”的實驗時，通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡，并求出平拋運動的初速度．實驗裝置如圖1所示．

（1）關(guān)于這個實驗，
①除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是BE．
A．秒表 B．坐標紙C．天平D．彈簧秤  E．重垂線
②引起實驗誤差的原因是ABD
A．安裝斜槽時，斜槽末端切線方向不水平
B．確定Oy軸時，沒有用重垂線
C．斜槽不是絕對光滑的，有一定摩擦
D．根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時，在曲線上取作計算的點離原點O較近
③某同學(xué)用如圖3所示的裝置，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：
兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v₀相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的下端射出．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運動的水平分運動是勻速直線運動．
（2）某同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖2所示的“小球做平拋運動”的閃光照片的一部分，圖中每個背景方格的邊長均為4.90cm．那么拍攝照片時所用閃光頻率是10Hz，小球平拋的初速度為0.98m/s．（ g=9.8m/s²）（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，了解作圖法處理數(shù)據(jù)的注意事項，明確該實驗的具體操作；根據(jù)平拋運動的特點，熟練應(yīng)用運動學(xué)中的基本規(guī)律來解決平拋運動問題；兩個小鐵球能以相同的初速度同時分別從軌道M、N的下端射出，可以看到P、Q兩球相碰．可知小球P在水平方向上的運動情況與Q球的運動情況相同．

解答 解：（1）①在做“研究平拋物體的運動”實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要坐標紙與重錘線，確保小球拋出是在豎直面內(nèi)運動．故BE正確．
故選：BE．
②A、安裝斜槽時，斜槽末端切線方向不水平，則小球不是做平拋運動，一定會引起實驗誤差；
B、確定Oy軸時，沒有用重垂線，則坐標軸不能保證豎直，會引起實驗誤差；
C、斜槽不是絕對光滑的，有一定摩擦不會影響，只要保證小球每次從靜止由同一高度釋放即可，故C不會有實驗誤差；
D、根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時，在曲線上取作計算的點離原點O較近，會引起讀數(shù)時的相對誤差較大，故應(yīng)在軌跡上選取離坐標原點O點較遠的一些點來計算初速度，D會引起實驗誤差；
故選：ABD
③根據(jù)實驗可知，P球從M點平拋，而Q球從N點在水平面上勻速運動，二者運動軌跡雖然不同，但是水平方向的運動規(guī)律相同，因此P球會砸中Q球；可知平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．
（2）豎直方向，根據(jù)勻變速直線運動的推論：△y=gT²
得：T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.049}{9.8}}$=0.1s
則f=$\frac{1}{T}$=10Hz
小球平拋運動的初速度v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{2×0.049}{0.1}$=0.98m/s，
b點豎直方向速度v_by=$\frac{{h}_{ac}}{2T}$=$\frac{4×0.049}{0.2}$=0.98m/s，
則b點速度為v_b=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{by}^{2}}$=0.98m/s．
故答案為：（1）①BE；  ②ABD； ③平拋運動的水平分運動是勻速直線運動；
（2）10，0.98．

點評 在實驗中如何實現(xiàn)讓小球做平拋運動是關(guān)鍵，同時讓學(xué)生知道描點法作圖線方法；解決平拋實驗問題時，要特別注意實驗的注意事項，注意運動學(xué)基本規(guī)律的應(yīng)用．