Question

3．在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時(shí)刻在空中所通過的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用了如圖1所示的裝置．
（1）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)確地描出運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求不正確的是B．
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可以不同．
C．每次必須由靜止釋放小球．
D．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸．

（2）如圖2所示是在一次實(shí)驗(yàn)中用方格紙，方格邊長L=20cm，通過實(shí)驗(yàn)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖所示，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為3m/s；B點(diǎn)的速度為5m/s．（g取10m/s² ）

Answer 1

分析 （1）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；
（2）平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)豎直方向上相鄰相等時(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．在豎直方向上，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)豎直分速度，從而即可求解B點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）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、實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板的白紙平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變．故D正確．
本題選擇錯(cuò)誤的，故選：B；
（2）在豎直方向上，5L-3L=2L=gT²，
解得：T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.2}{10}}$s=0.2s．
則平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為：v₀=$\frac{3L}{T}$=$\frac{3×0.2}{0.2}$m/s=3m/s．
B點(diǎn)豎直方向上分速度為：v_yB=$\frac{{y}_{AC}}{2T}$=$\frac{8L}{2T}$=$\frac{8×0.2}{2×0.2}$m/s=4m/s，
依據(jù)矢量的合成法則，則B點(diǎn)的速度大小v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{yB}^{2}}$=$\sqrt{{3}^{2}+{4}^{2}}$=5m/s；
故答案為：（1）B；（2）3，5．

點(diǎn)評 解決平拋實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．在平拋運(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)生對探究原理的理解；
解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解．