Question

5．图示为小球做平抛运动时被拍下的频闪照片的一部分，背景标尺每小格表示5cm．请根据图中小球的位置描出小球的运动轨迹，由照片可得小球做平抛运动的初速度为1.5m/s，t=0.2s时的速度为2.5m/s．（g取10m/s）

Answer 1

分析 根据图中小球的位置描点作图，作出小球的运动轨迹．在竖直方向上，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出t=0.2s时的竖直分速度，结合平行四边形定则求出t=0.2s时的速度．

解答 解：作出小球的运动轨迹，如图所示．

在竖直方向上，根据△y=2L=gT²得，T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$s=0.1s，
则小球平抛运动的初速度v₀=$\frac{3L}{T}$=$\frac{3×0.05}{0.1}$m/s=1.5m/s．
t=0.2s时小球的竖直分速度v_y=$\frac{8L}{2T}$=$\frac{0.4}{0.2}$m/s=2m/s，
根据平行四边形定则会，t=0.2s时的速度v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}}$=$\sqrt{2.25+4}$ m/s=2.5m/s．
故答案为：轨迹如图所示；1.5m/s；2.5m/s．

点评 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，难度中等．