Question

3．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平拋運動的軌跡．
（1）為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出一些操作要求，將你認為正確選項的前面字母填在橫線上：ace．
（a）通過調節(jié)使斜槽的末端保持水平
（b）每次釋放小球的位置可以不同
（c）每次必須由靜止釋放小球
（d）記錄小球位置用的木條（或凹槽）每次必須嚴格地等距離下降
（e）小球運動時不應與木板上的白紙（或方格紙）相接觸
（f）將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線
（2）在利用平拋運動的軌跡建立坐標系的時候，誤將記錄的拋物線上的某點A當做拋出點而建立如圖所示的坐標系，則物體拋出時的水平初速度大小為2m/s，其真正拋出點的坐標為（-20cm，-5cm）．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）保證小球做平拋運動必須通過調節(jié)使斜槽的末端保持水平，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，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應連成平滑的曲線；
（2）平拋運動在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做自由落體運動．根據(jù)豎直方向上△y=gT²，求出時間間隔，然后根據(jù)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，從而求出運動的水平位移和豎直位移，即可求出平拋運動的初始位置．

解答 解：（1）a、通過調節(jié)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c正確，b錯誤．
d、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d錯誤．
e、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(jié)成豎直，小球運動時不應與木板上的白紙相接觸，以免有阻力的影響，故e正確；
f、將球經(jīng)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：ace
（2）在豎直方向上△y=gT²，則有：T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{0.25-0.15}{10}}$s=0.1s．
則初速度為：${v}_{0}=\frac{x}{t}=\frac{0.2}{0.1}=2m/s$．
B點豎直方向上的分速度為：${v}_{By}=\frac{{h}_{AC}}{2T}=\frac{0.4}{0.2}=2m/s$．
則運動到B點的時間為：t=$\frac{{v}_{By}}{g}=\frac{2}{10}$=0.2s．
已運動的水平位移為：x=vt=0.4m，
豎直位移為：y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=0.2m．
所以平拋運動的初位置的橫坐標為0.4-0.2m=-0.2m=-20cm．縱坐標為0.15-0.2=-0.05m=-5cm．
故答案為：（1）ace；（2）2，-20，-5

點評 解決平拋實驗問題時，要特別注意實驗的注意事項．在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要注重學生對探究原理的理解，掌握平拋運動在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動．