Question

【题目】用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压在一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

（1）下列实验条件必须满足的有_____________。

A.斜槽轨道光滑

B.斜槽轨道末段水平

C.挡板高度等间距变化

D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

（2）为定量研究，建立以水平方向x轴、竖直方向为y轴的坐标系。

a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时_________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则_________（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为_________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。

（3）为了得到平抛运动的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_________。

A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片。即可得到平抛运动轨迹

B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹

C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹

（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_________。

A.在水平方向上做匀速直线运动

B.在竖直方向上最自由落体运动

C.在下落过程中的轨迹是抛物线

Answer 1

【答案】BD 球心 需要 大于 AB B

【解析】

（1）[1]ABD.为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但末端必须是水平的。同时要让小球总是从同一位置释放，这样每次平抛运动的初速度相同，才能找到同一运动轨迹上的几个点；故A错误，BD正确；

C.档板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化；故C错误；

（2）[2]a.小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置；故应以球心在白纸上的位置为坐标原点；

[3]小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴需要保证与重锤线平行；

b.[4]如果A点是抛出点，则在竖直方向上为初速度为零的匀加速直线运动，则AB和BC的竖直间距之比为1：3；但由于A点不是抛出点，故在A点已经具有竖直分速度，故竖直间距之比大于1：3；

[5]由于两段水平距离相等，故时间相等，根据：

得：

则初速度：

（3）[6]A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，故A方案是可行的；

B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，故B方案是可行的；

C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，故C方案不可行的；

（4）[7]伽利略说明了小球由同一高度下落时的等时性，故只能说明小球在竖直方向为自由落体运动，无法说明水平方向上的匀速直线运动和是否机械能守恒；故选B。