Question

10．（1）研究平拋運(yùn)動(dòng)，下面哪些做法可以減小實(shí)驗(yàn)誤差A(yù)CD
A．使用密度大、體積小的鋼球
B．盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球每次都從同一高度由靜止開始滾下
D．使斜槽末端的切線保持水平
（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1的實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)傾斜滑道固定在同一豎直平面內(nèi)，最下端水平，滑道2與光滑水平板吻接．把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的同一高度由靜止開始同時(shí)釋放，則他將觀察到的現(xiàn)象是兩個(gè)小球?qū)�發(fā)生碰撞，這說明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上：ACE．
A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B．每次釋放小球的位置必須不同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．用鉛筆記錄小球位置時(shí)，每次必須嚴(yán)格地等距離下降
E．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相觸
F．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線
（4）如圖所2示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm，如果取g=10m/s²，那么：
（1）照相機(jī)的閃光頻率是10Hz；
（2）小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是1.5m/s；
（3）小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小是2.5m/s．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中讓小球能做平拋運(yùn)動(dòng)，并能描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵是每次小球拋出的初速度要相同而且水平，因此要求從同一位置多次無初速度釋放．
（2）兩鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放，球2離開斜面后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，球1做平拋運(yùn)動(dòng)，通過觀察兩球是否發(fā)生碰撞，從而確定平拋在水平方向的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．
（3）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，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線．
（4）平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是勻變速運(yùn)動(dòng)，由BC和AB之間的距離差可以求出時(shí)間間隔，也就可以求出閃光頻率；在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)，由ABC三點(diǎn)在水平方向上的位移，和兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；B點(diǎn)水平速度與初速度相等，再求出豎直方向的速度，求它們的合速度，就是B的速度．

解答 解：（1）A、使用密度大、體積小的鋼球可以減小做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力，能減小誤差，故A正確；
B、該實(shí)驗(yàn)要求小球每次拋出的初速度要相同而且水平，因此要求小球從同一位置靜止釋放，至于鋼球與斜槽間的摩擦沒有影響，故B錯(cuò)誤；
C、為確保有相同的水平初速度，所以要求從同一位置無初速度釋放，能減小誤差，故C正確；
D、實(shí)驗(yàn)中必須保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，而平拋運(yùn)動(dòng)要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽軌道必須要水平，能減小誤差，故D正確．
故選：ACD．
（2）兩鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放，球1離開斜面后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，球2做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向速度相同，觀察到的現(xiàn)象是球1落到光滑水平板上并擊中球2，說明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）A、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)．故A正確．
B、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，故B錯(cuò)誤，C正確．
D、因平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間里，位移越來越大，因此木條（或凹槽）下降的距離不應(yīng)是等距的，故D錯(cuò)誤．
E、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)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(diǎn)連接起來，故F錯(cuò)誤；
故選：ACE
（4）在豎直方向上有：△h=gT²，其中△h=（5-3）×5cm=10cm=0.1m，
代入數(shù)據(jù)求得：T=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$=0.1s，
則頻率為：f=$\frac{1}{T}$=10Hz，
（2）水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，有：s=v₀t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=T=0.1s，
代入數(shù)據(jù)解得：v₀=$\frac{0.15}{0.1}$=1.5m/s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程的平均速度，在B點(diǎn)有：
v_By=$\frac{{h}_{AC}}{2T}$=$\frac{8×0.05}{0.2}$=2m/s，
則B點(diǎn)的速度為：v_B=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{By}^{2}}$=$\sqrt{{2}^{2}+1．{5}^{2}}$=2.5m/s
故答案為：（1）ACD；（2）兩個(gè)小球?qū)�發(fā)生碰撞，平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）ACE；（4）10，1.5，2.5．

點(diǎn)評(píng) 本題研究平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向兩個(gè)方向分運(yùn)動(dòng)的情況，采用比較法，考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和方法的理解能力．對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)問題，一定明確其水平和豎直方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和推論解題．