Question

4．在“探究平拋運動的運動規(guī)律”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗簡要步驟如下：
A．按要求安裝好器材，注意調節(jié)斜槽末端切線水平，記下平拋初位置O點和過O點的豎直線；
B．讓小球多次從同一位置由靜止  釋放，在一張印有小方格的紙記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置，如圖中a、b、c、d所示；
C．取下白紙，以O為原點，以豎直線為y軸建立坐標系，用平滑曲線畫平拋運動物體的軌跡．
（1）完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上．
（2）已知圖中小方格的邊長L=1.25cm，則小球平拋的初速度為v₀=0.70m/s，小球經過a點的速度v_a=0.73m/s．（結果保留兩位有效數字，取g=9.8m/s²）

Answer 1

分析 在實驗中讓小球在固定斜槽滾下后，做平拋運動，記錄下平拋后運動軌跡．要得到的是同一個軌跡，因此要求拋出的小球初速度是相同的，所以在實驗時必須確保拋出速度方向是水平的，同時初速度相同．
根據圖象中兩個相鄰的位置水平位移相同，可見運動時間相同，小球豎直方向做自由落體運動，△h=gT²，可求出時間間隔T，再由水平方向x=vT，求得初速度．
根據勻變速直線的規(guī)律求得小球在b點豎直方向的分速度，然后再求合速度．

解答 解：（1）在研究平拋運動的實驗中，為保證小球做平拋運動斜槽末端要水平，為保證每次運動軌跡相同要求小球從同一位置釋放，
（2）小球豎直方向做自由落體運動，△h=gT²，即L=gT²，得T=$\sqrt{\frac{L}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.0125}{9.8}}$s=0.035s
小球初速度v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{2×0.0125}{0.035}$≈0.70m/s
物體在b點時豎直方向的速度
V_y=$\frac{{y}_{ac}}{2T}$=$\frac{0.0125×3}{2×0.035}$≈0.54m/s
則a點的豎直方向速度v_y=0.54-0.34=0.2m/s；
那么a點的速度v_a=$\sqrt{0．{7}^{2}+0．{2}^{2}}$≈0.73m/s
故答案為：（1）調節(jié)斜槽末端切線水平；同一位置由靜止；（2）0.70m/s；0.73m/s．

點評 本題不但考查了平拋運動的規(guī)律，還靈活運用了勻速運動和勻變速運動的規(guī)律，對同學的知識要求比較高，是個考查學生能力的好題．