Question

4．（1）在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度．实验简要步骤如下：
A．让小球多次从同一位置由静止滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；
B．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是：小球放在斜槽末端任意位置总能静止即可认为槽末端水平．
C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v₀=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$即可算出该小球平抛运动的初速度，实验需要对多个点求v₀的值，然后求它们的平均值．
D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴，水平线为x轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线连接画出小球的平抛运动轨迹．
你认为该实验合理的实验步骤顺序应为：（只填写步骤顺序代表字母）BADC
（2）该实验中，下列措施中能减小实验误差的措施为AD．（选填序号）
A：斜槽轨道末端切线必须水平  B：斜槽轨道必须光滑
C：每次要平衡摩擦力         D：小球每次应从斜槽同一位置静止释放
（3）在该实验中，若一名同学以抛出点为坐标原点，分别沿水平方向和竖直方向为X轴和Y轴，如图所示，从轨迹上量出某点A的坐标为（14.0cm，20.0cm），重力加速度g取10m/s²，则该小球抛出时的水平初速度大小为0.7 m/s；若轨迹上某点的X坐标为7.0cm时，则该点的Y坐标为5 cm．

Answer 1

分析 （1）检测斜槽末端水平的方法是将小球放在斜槽末端任意位置总能静止，根据安装器材、进行实验、数据处理的顺序排列操作步骤．
（2）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定减小实验误差的操作步骤．
（3）根据竖直位移求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度，再结合水平位移求出运动的时间，从而根据位移时间公式求出纵坐标．

解答 解：（1）检测斜槽末端水平的方法是将小球放在斜槽末端任意位置总能静止即可认为槽末端水平．
实验时先组装器材，操作步骤为B，然后进行实验，步骤为A，最后数据处理，步骤为DC，所以操作的顺序为BADC．
（2）A、为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，故A正确．
B、为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，斜槽不一定需要光滑，故B错误，D正确．
C、该实验不需要平衡摩擦力，故C错误．
故选：AD．
（3）根据y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得，t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.2}{10}}s=0.2s$，则小球抛出的初速度${v}_{0}=\frac{x}{t}=\frac{0.14}{0.2}m/s=0.7m/s$．
当横坐标为7.0cm时，运动的时间$t′=\frac{x′}{{v}_{0}}=\frac{0.07}{0.7}s=0.1s$，则Y的坐标$Y=\frac{1}{2}gt{′}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.01m=0.05m=5cm$．
故答案为：（1）小球放在斜槽末端任意位置总能静止即可认为槽末端水平，BADC　 
（2）AD　 
（3）0.7；　 5．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，难度不大．