Question

学习了光的直线传播规律的有关知识后，某同学设计出一个“测定物体平抛运动的初速度”的实验方法。如图所示，竖直毛玻璃屏前有一固定频闪点光源O，闪光频率为f=30Hz，从这点光源O处水平抛出一小球，打开频闪灯，在毛玻璃屏上有小球的投影点，我们在毛玻璃屏的右边用照相机多次曝光的方法拍摄小球在竖直毛玻璃屏上的投影照片。已知点光源离开竖直毛玻璃屏的距离为L=1.2m，两个相邻的小球的投影点间的实际距离为Δh=5cm，则：（1）利用所学的物理和数学知识证明小球在毛玻璃屏上的影子作匀速直线运动；（2）求出小球作平抛运动的初速度大小。

Answer 1

(1)作匀速直线运动，速度大小为： (2)4m/s

（1）从小球抛出经过时间t,小球水平方向运动的距离为x=v₀t（1分）；竖直方向运动的距离为（1分），设光源到墙壁的距离为L，小球的影子在竖直墙壁上发生的位移为S，则根据平面几何知识可得：（2分）
结果表明小球在竖直墙壁上的影子作匀速直线运动，速度大小为：（2分）
（2）另一方面，根据闪光照片知：（2分）
所以：（2分）