Question

1．（1）在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中不需要的是AB．（寫(xiě)器材編號(hào)）
A．秒表     B．天平    C．白紙        D．重垂線     E．刻度尺
（2）在研究物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)確定若干個(gè)點(diǎn)，描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．在實(shí)驗(yàn)中的下列操作正確的是AC．
A．實(shí)驗(yàn)中所用斜槽末端的切線必須調(diào)到水平
B．每次實(shí)驗(yàn)中小球必須由靜止釋放，初始位置不必相同
C．每次實(shí)驗(yàn)小球必須從斜槽的同一位置由靜止釋放，所用斜槽不必光滑
D．在實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡量選用質(zhì)量小一點(diǎn)的小球
（3）某同學(xué)用頻閃照相法“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡，但不慎將畫(huà)有軌跡圖線的坐標(biāo)丟失了一部分，剩余部分如圖所示，圖中水平方向與豎直方向每小格的長(zhǎng)度均代表5cm，A、B和C是軌跡圖線上依次經(jīng)過(guò)的3個(gè)點(diǎn)，如果取g=10m/s²，那么：根據(jù)軌跡的坐標(biāo)求出物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v₀=1.5 m/s．若取A為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初位置坐標(biāo)為：x=-15 cm，y=-5 cm．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材；
（2）根據(jù)原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（3）根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時(shí)間間隔，結(jié)合水平位移和時(shí)間間隔求出初速度．根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的豎直分速度，結(jié)合速度時(shí)間公式求出拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間，從而得出拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的水平位移和豎直位移，求出初始位置的坐標(biāo)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量小球的質(zhì)量，所以不需要天平，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以根據(jù)豎直位移求出，不需要秒表，故不需要的器材為：AB．
（2）A、為了保證小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度水平，實(shí)驗(yàn)中所用斜槽末端的切線必須調(diào)到水平，故A正確．
B、為了保證小球的初速度大小相等，每次讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，軌道不一定需要光滑，故B錯(cuò)誤，C正確．
D、實(shí)驗(yàn)中，為了減小空氣阻力的影響，選擇質(zhì)量大一點(diǎn)的小球，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．
（3）在豎直方向上，根據(jù)△y=2L=gT²得，相等的時(shí)間間隔T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}s=0.1s$，則平拋運(yùn)動(dòng)的初速度${v}_{0}=\frac{3L}{T}=\frac{0.15}{0.1}m/s=1.5m/s$．
B點(diǎn)的豎直分速度${v}_{yB}=\frac{8L}{2T}=\frac{8×0.05}{0.2}m/s=2m/s$，則拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間$t=\frac{{v}_{yB}}{g}=\frac{2}{10}s=0.2s$，
拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的水平位移x_B=v₀t=1.5×0.2m=0.3m=30cm，則初位置的橫坐標(biāo)x=15-30cm=-15cm．
拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的豎直位移${y}_{B}=\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.04=0.2m=20cm$，則初位置的縱坐標(biāo)y=15-20cm=-5cm．
故答案為：（1）AB，（2）AC，（3）1.5，15，-5．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解．