Question

20．（1）在研究平抛运动的实验中，为了正确描绘出小球平抛运动的轨迹，在固定弧形斜槽时，应注意使斜槽末端切线水平；实验时，每次使小球由静止滚下都应注意从同一位置释放．
（2）在做“研究平抛物体的运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，用如图所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B；又将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再得到痕迹C．若测得木板每次后移距离x=20.00cm，A、B间距离y₁=4.70cm，B、C间距离y₂=14.50cm．（g取9.80m/s²）
根据以上直接测量的物理量推导出小球初速度的计算公式为v₀=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$．（用题中所给字母表示）．小球初速度值为2m/s．

Answer 1

分析 （1）保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．
（2）小球离开导轨后做平抛运动，将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．根据匀变速直线运动的推论△x=aT²，由y₁、y₂求出A到B或B到C的时间，再求出初速度．

解答 解：（1）为了保证小球做平抛运动，应保持斜槽末端切线水平．为保证小球的初速度相等，则每次让小球从同一位置由静止释放．
（2）设时间间隔为t，由x=v₀t，y₂-y₁=gt²，解得：v₀=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$，将x=20.00cm，y₁=4.70cm，y₂=14.50cm代入求得v₀=2m/s
故答案为：（1）斜槽末端切线水平；从同一位置释放；
（2）$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-{y}_{1}}}$，2．

点评 平抛运动竖直方向的分运动是匀加速直线运动，匀变速直线运动的基本规律和推论可以运用．