Question

12．小张同学采用如图1所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验．

（1）实验时下列哪些操作是不需要的？②（填序号）
①将斜槽轨道的末端调成水平
②用天平称出小球的质量
③每次都要让小球从同一位置由静止开始运动
（2）实验时小张同学忘记在白纸上记录小球抛出点的位置，于是他根据实验中记录的点迹描出运动轨迹曲线后，在该段曲线上任取水平距离均为△x=25.00cm的三点A、B、C，如图2所示，其中相邻两点间的竖直距离分别为y₁=15.00cm，y₂=25.00cm．小球运动过程中所受空气阻力忽略不计．请你根据以上数据帮助他计算出小球初速度v₀=2.5m/s．（g取m/s²）

Answer 1

分析 （1）实验要求将斜槽轨道的末端调成水平，保证小球做平抛运动，只有让小球多次从同一位置上静止滚下，才能保证小球多次做平抛运动的初速度相等，轨迹相同；
（2）将平抛运动分解到水平方向和竖直方向，根据水平和竖直方向的运动特点即可正确解答．

解答 解：（1）①实验要求将斜槽轨道的末端调成水平，保证小球做平抛运动，故①必须；
②本实验研究平抛运动的规律，与质量无关，故不需要测量小球的质量，故②不需要；
③只有让小球多次从同一位置上静止滚下，才能保证小球多次做平抛运动的初速度相等，轨迹相同，故③必须；
本题选择不需要的，故选：②；
（2）在竖直方向上有：△y=gT²，则T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.25-0.15}{10}}$=0.1s
水平方向有：v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{0.25}{0.1}$m/s=2.5m/s
故答案为：（1）②；（2）2.5．

点评 关于平抛运动实验要掌握实验的注意事项、实验步骤、实验原理等，分析小球水平方向和竖直方向的运动特点，充分利用匀变速直线运动的规律结合运动的合成来求解．