Question

18．某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗．實驗裝置示意圖如圖所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽（圖1中P₀P₀′、P₁P₁′…），槽間距離均為d．把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上．實驗時依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放．每打完一點后，把B板插入后一槽中．實驗得到小球在白紙上打下的若干痕跡點，如圖2所示．
（1）實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端水平．每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了小球平拋運動的初速度相同．
（2）每次將B板水平移動一個槽，是為了確保每兩個落點的時間相同．
（3）如圖2測出硬板插入P₁P₁′、P₂P₂′、P₃P₃′時小球痕跡點C、D、E在豎直方向的距離分別為h₁、h₂，請用所給的字母求出平拋運動的初速度$d\sqrt{\frac{g}{{h}_{2}-2{h}_{1}}}$．．

Answer 1

分析 （1）平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動．實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端水平，每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了保持小球水平拋出的初速度相同．
（2）每次將B板水平移動一個槽，是為了保持相鄰痕跡點的時間相同．
（3）根據(jù)平拋運動豎直方向做自由落體運動，相鄰相等時間內(nèi)位移之差是個定值求解兩個點之間的時間，根據(jù)水平方向做運動運動求解初速度．

解答 解：（1）實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端水平，保證做平拋運動，初速度水平，每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了保持小球水平拋出的初速度相同．
（2）每次將B板水平移動一個槽，是為了確保每兩個落點的時間相同．
（3）根據(jù)${h}_{2}-2{h}_{1}=g{T}^{2}$得：T=$\sqrt{\frac{{h}_{2}-2{h}_{1}}{g}}$，
則初速度為：${v}_{0}=\fracc42ykgq{T}=d\sqrt{\frac{g}{{h}_{2}-2{h}_{1}}}$．
故答案為：（1）斜槽末端水平，小球平拋運動的初速度相同；（2）時間；（3）$d\sqrt{\frac{g}{{h}_{2}-2{h}_{1}}}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動的特點．該題考察了實驗中的留跡法，是創(chuàng)新題目，屬于中等難度的試題．