Question

4．（1）在“研究平拋物體運動”的實驗中，可以描繪平拋物體運動軌跡和求物體的平拋初速度．實驗簡要步驟如下：
A．讓小球多次從同一位置由靜止?jié)L下，記下小球穿過卡片孔的一系列位置；
B．安裝好器材，注意斜槽末端水平和平板豎直，記下斜槽末端O點和過O點的豎直線，檢測斜槽末端水平的方法是：小球放在斜槽末端任意位置總能靜止即可認(rèn)為槽末端水平．
C．測出曲線上某點的坐標(biāo)x、y，用v₀=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$即可算出該小球平拋運動的初速度，實驗需要對多個點求v₀的值，然后求它們的平均值．
D．取下白紙，以O(shè)為原點，以豎直線為y軸，水平線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系，用平滑曲線連接畫出小球的平拋運動軌跡．
你認(rèn)為該實驗合理的實驗步驟順序應(yīng)為：（只填寫步驟順序代表字母）BADC
（2）該實驗中，下列措施中能減小實驗誤差的措施為AD．（選填序號）
A：斜槽軌道末端切線必須水平  B：斜槽軌道必須光滑
C：每次要平衡摩擦力         D：小球每次應(yīng)從斜槽同一位置靜止釋放
（3）在該實驗中，若一名同學(xué)以拋出點為坐標(biāo)原點，分別沿水平方向和豎直方向為X軸和Y軸，如圖所示，從軌跡上量出某點A的坐標(biāo)為（14.0cm，20.0cm），重力加速度g取10m/s²，則該小球拋出時的水平初速度大小為0.7 m/s；若軌跡上某點的X坐標(biāo)為7.0cm時，則該點的Y坐標(biāo)為5 cm．

Answer 1

分析 （1）檢測斜槽末端水平的方法是將小球放在斜槽末端任意位置總能靜止，根據(jù)安裝器材、進行實驗、數(shù)據(jù)處理的順序排列操作步驟．
（2）根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定減小實驗誤差的操作步驟．
（3）根據(jù)豎直位移求出平拋運動的時間，結(jié)合水平位移和時間求出初速度，再結(jié)合水平位移求出運動的時間，從而根據(jù)位移時間公式求出縱坐標(biāo)．

解答 解：（1）檢測斜槽末端水平的方法是將小球放在斜槽末端任意位置總能靜止即可認(rèn)為槽末端水平．
實驗時先組裝器材，操作步驟為B，然后進行實驗，步驟為A，最后數(shù)據(jù)處理，步驟為DC，所以操作的順序為BADC．
（2）A、為了保證小球的初速度水平，斜槽末端需切線水平，故A正確．
B、為了保證小球的初速度相等，每次從斜槽的同一位置由靜止釋放小球，斜槽不一定需要光滑，故B錯誤，D正確．
C、該實驗不需要平衡摩擦力，故C錯誤．
故選：AD．
（3）根據(jù)y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得，t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.2}{10}}s=0.2s$，則小球拋出的初速度${v}_{0}=\frac{x}{t}=\frac{0.14}{0.2}m/s=0.7m/s$．
當(dāng)橫坐標(biāo)為7.0cm時，運動的時間$t′=\frac{x′}{{v}_{0}}=\frac{0.07}{0.7}s=0.1s$，則Y的坐標(biāo)$Y=\frac{1}{2}gt{′}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.01m=0.05m=5cm$．
故答案為：（1）小球放在斜槽末端任意位置總能靜止即可認(rèn)為槽末端水平，BADC　 
（2）AD　 
（3）0.7；　 5．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及操作中的注意事項，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學(xué)公式靈活求解，難度不大．