Question

8．用如圖1所示裝置做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，通過描點(diǎn)法描小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡；

（1）關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，以下說法中正確的是BC（填字母代號(hào)）；
A．小球釋放的初始位置越高越好；
B．每次小球要從同一高度由靜止釋放；
C．實(shí)驗(yàn)前要用重垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直；
D．若該實(shí)驗(yàn)中使用的斜槽不光滑，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)有較大的影響．
（2）實(shí)驗(yàn)后得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡線上取一些點(diǎn)，測(cè)量它們與平拋起點(diǎn)O的水平距離（x）和豎直距離（y）；下列y-x²圖象（圖2）能正確說明小球的軌跡是拋物線的是B；

（3）某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定平拋運(yùn)動(dòng)初速度的實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)示意圖如圖3所示，O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)，在O點(diǎn)有一個(gè)頻閃的點(diǎn)光源，閃光頻率為30Hz，在拋出點(diǎn)的正前方，豎直放置一塊毛玻璃，在小球拋出后當(dāng)光源閃光時(shí)，在毛玻璃上有一個(gè)小球的投影點(diǎn)，在毛玻璃右邊用照相機(jī)多次曝光的方法，拍攝小球在毛玻璃上的投影照片．已知圖中O點(diǎn)與毛玻璃水平距離L=1.2m，兩個(gè)相鄰小球投影點(diǎn)的實(shí)際距離△h=5cm；已知小球在毛玻璃上投影像點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度是4m/s（g=10m/s²）．

Answer 1

分析 （1、2）；根據(jù)研究平拋運(yùn)動(dòng)的原理及注意事項(xiàng)可得出正確的選項(xiàng)；平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；聯(lián)立求得兩個(gè)方向間的位移關(guān)系可得出正確的圖象
（3）根據(jù)要用相似三角形，列出平拋水平和豎直位移的表達(dá)式在帶入比例關(guān)系，應(yīng)用兩次相似三角形，然后的兩個(gè)公式聯(lián)立解題即可．

解答 解：（1）“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因?yàn)橐�畫同一運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，故木板應(yīng)保持豎直，最后軌跡是否有摩擦，對(duì)研究平拋運(yùn)動(dòng)沒有影響；故BC正確，AD錯(cuò)誤；
（2）物體在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，y=$\frac{1}{2}$gt²；水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，x=vt；
聯(lián)立可得：y=$\frac{g{x}^{2}}{2{v}^{2}}$，因初速度相同，故$\frac{g}{2{v}^{2}}$為常數(shù)，故y-x²應(yīng)為正比例關(guān)系，故B正確，ACD錯(cuò)誤；
（3）對(duì)球的第一個(gè)位置和其與水平位移x和豎直方向的位移y構(gòu)成的三角形與投影三角形OBN是相似三角形ON=L，NB=Y，
．
對(duì)實(shí)物：x=v₀t，y=$\frac{1}{2}$gt²，又由相似三角形$\frac{x}{y}$=$\frac{L}{Y}$，
解得：Y=$\frac{glt}{2{v}_{0}}$…①
同理對(duì)球的第二個(gè)位置和其投影點(diǎn)可以得到：Y+△h=$\frac{gl（t+\frac{1}{30}）}{2{v}_{0}}$…②
聯(lián)立兩式解得：v₀=4m/s
故答案為：（1）BC；（2）B；（3）4．

點(diǎn)評(píng) 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律探究活動(dòng)中不一定局限于課本實(shí)驗(yàn)的原理，要注重學(xué)生對(duì)探究原理的理解，提高解決問題的能力．所用到的方法和思維和我們平時(shí)所用的就不大一樣，考點(diǎn)涉及平拋，涉及相似三角形的應(yīng)用，這個(gè)的數(shù)學(xué)思想要多于物理思想