Question

19．圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖．

（1）實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線水平．每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋初速度相同．
（2）圖乙是正確實驗取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點，則此小球做平拋運動的初速度為1.6m/s．（g=9.8m/s²）
（3）在另一次實驗中將白紙換成方格紙，每個格的邊長L=5cm，通過實驗，記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運動的初速度為1.5m/s；B點的速度為2.5m/s．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）平拋運動要保證小球水平飛出，斜槽的末端切線水平，為了保證每次平拋運動的初速度相同，小球每次從同一位置由靜止釋放；
（2）O點為平拋的起點，水平方向勻速x=v₀t，豎直方向自由落體y=$\frac{1}{2}$gt²，據(jù)此可正確求解；
（3）根據(jù)豎直方向運動特點△h=gt²，求出物體運動時間，然后利用水平方向物體做勻速運動，可以求出其水平速度大小，利用勻變速直線運動的推論可以求出B點的豎直分速度大小，根據(jù)速度的合成原理求出小球通過B點的速度．

解答 解：（1）為了保證小球水平飛出，則斜槽的末端切線水平．每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋的初速度相同；
（2）由于O為拋出點，所以根據(jù)平拋運動規(guī)律有：
x=v₀t
y=$\frac{1}{2}$gt²，
將x=32cm，y=19.6cm，代入解得：v₀=1.6m/s．
（3）由圖可知，物體由A→B和由B→C所用的時間相等，且有：
△y=gT²，由圖可知△y=2L=10cm，代入解得，T=0.1s
x=v₀T，將x=3L=15cm，代入解得：v₀=1.5 m/s，
豎直方向自由落體運動，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：
v_By=$\frac{{h}_{AC}}{2T}$=2 m/s．
所以v_B=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{By}^{2}}$=2.5m/s
故答案為：（1）水平，初速度相同；（2）1.6；（3）1.5，2.5．

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，同時解決本題的關(guān)鍵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)公式和推論靈活求解．