Question

14．在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：a、c、e．
（a）通过调节使斜槽的末端保持水平  
（b）每次释放小球的位置必须不同
（c）每次必须由静止释放小球 
（d）记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降
（e）小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
（f）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为10cm，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v₀=2m/s．b点的速度v_b=2.5m/s（  g取10m/s²）．

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）平抛运动竖直方向是自由落体运动，对于竖直方向根据△y=gT²求出时间单位T．对于水平方向由公式v₀=$\frac{x}{t}$求出初速度．

解答 解：（1）a、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动．故a正确．
    b、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．故b错误，c正确．
    d、因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条（或凹槽）下降的距离不应是等距的，故d错误；
    e、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．故f错误，e正确．
故选a、c、e．
（2）设相邻两点间的时间间隔为T，
竖直方向：2L-L=gT²，得到T=$\sqrt{\frac{L}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$ s=0.1s；
水平方向：v₀=$\frac{2L}{T}$=$\frac{2×0.1}{0.1}$=2m/s；
小球在b点时，竖直方向上的瞬时速度等于v_by=$\frac{3L}{2T}$=$\frac{3×0.1}{2×0.1}$=1.5m/s
所以b点的速度v_b=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{by}^{2}}$=$\sqrt{{2}^{2}+1．{5}^{2}}$m/s=2.5m/s；
故答案为：（1）a、c、e；（2）2m/s，2.5m/s．

点评 （1）解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解．
（2）本题是频闪照片问题，频闪照相每隔一定时间拍一次相，关键是抓住竖直方向自由落体运动的特点，由△y=gT²求时间单位．