Question

13．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的家庭實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1所示，在水平桌面上放置一個(gè)斜面，每次都讓鋼球從斜面上的同一位置滾下，滾過桌邊后鋼球便做平拋運(yùn)動(dòng)．在鋼球拋出后經(jīng)過的地方水平放置一塊木板（還有一個(gè)用來(lái)調(diào)節(jié)木板高度的支架，圖中未畫），木板上放一張白紙，白紙上有復(fù)寫紙，這樣便能記錄鋼球在白紙上的落點(diǎn)．桌子邊緣鋼球經(jīng)過的地方掛一條重錘線．已知平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)相同．
（1）下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作步驟正確的順序是：b，d，a，c，e，f，g
（a）測(cè)量小球在木板上的落點(diǎn)P₁與重垂線之間的距離x₁；
（b）調(diào)節(jié)木板高度，使木板上表面與小球離開水平桌面時(shí)的球心的距離為某一確定值y；
（c）調(diào)節(jié)木板高度，使木板上表面與小球離開水平桌面時(shí)的球心的距離為某一確定值4y；
（d）讓小球從斜面上某一位置A無(wú)初速釋放；
（e）讓小球從斜面上同一位置A無(wú)初速釋放；
（f）測(cè)量小球在木板上的落點(diǎn)P₂與重垂線之間的距離x₂；
（g）比較x₁、x₂，若2x₁=x₂，則說明小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）某同學(xué)為了省去圖2中的水平木板，將實(shí)驗(yàn)方案做了改變．他把桌子搬到墻的附近，使從水平桌面上滾下的鋼球能打在墻上，把白紙和復(fù)寫紙附在墻上，記錄鋼球的落點(diǎn)．改變桌子和墻的距離，就可以得到多組數(shù)據(jù)．若他發(fā)現(xiàn)小球打在墻上的落點(diǎn)從與桌面等高的位置開始，依次連續(xù)向下間距相等，則該同學(xué)水平向外依次移動(dòng)桌子的距離之比x₁：x₂：x₃=$1：（\sqrt{2}-1）：（\sqrt{3}-\sqrt{2}）$．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)步驟是：①安裝器材②釋放小球做實(shí)驗(yàn)③取下白紙畫圖求解；
（2）平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)得推論即可求解．

解答 解：（1）器材已經(jīng)安裝好，則釋放小球做實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)木板高度，使木板上表面與小球離開水平桌面時(shí)的球心的距離為某一確定值y，讓小球從斜面上某一位置A無(wú)初速釋放，測(cè)量小球在木板上的落點(diǎn)P₁與重垂線之間的距離x₁，調(diào)節(jié)木板高度，使木板上表面與小球離開水平桌面時(shí)的球心的距離為某一確定值4y，讓小球從斜面上同一位置A無(wú)初速釋放，測(cè)量小球在木板上的落點(diǎn)P₂與重垂線之間的距離x₂，比較x₁、x₂，若2x₁=x₂，則說明小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以操作步驟正確的順序是：b，d，a，c，e，f，g；
（2）平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)連續(xù)相等的位移所需時(shí)間之比為$1：（\sqrt{2}-1）：（\sqrt{3}-\sqrt{2}）$，
水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則該同學(xué)水平向外依次移動(dòng)桌子的距離之比x₁：x₂：x₃=$1：（\sqrt{2}-1）：（\sqrt{3}-\sqrt{2}）$．
故答案為：（1）b，d，a，c，e，f，g；（2）$1：（\sqrt{2}-1）：（\sqrt{3}-\sqrt{2}）$

點(diǎn)評(píng) 本題不但考查了實(shí)驗(yàn)的操作，而且考查了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)同學(xué)的知識(shí)的綜合應(yīng)用要求比較高，是個(gè)考查學(xué)生能力的好題，特別注意第二問中用到了初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)得推論，難度適中．