Question

7．请根据“研究平抛运动”的学生实验的目的及要求回答下列问题
（1）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．
为了能较准确地描述运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项前面字母填在横线上：ACD
A．通过调节使斜槽末端保持水平
B．每次释放小球的位置必须不同
C．每次必须从同一高度由静止释放小球
D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）某同学在做该实验时，忘了记录抛出点O点，但他准确在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示，O点不是抛出点，x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度大小是v₀=4m/s，抛出点的坐标为x=-80cm，y=-20cm．（g=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）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据△y=gT²，求出时间，再根据等时性，求出水平初速度；OB段在竖直方向上的平均速度等于A点竖直方向上的瞬时速度，再根据A点竖直方向上的速度求出下落的时间，求出下落的水平位移和竖直位移，从而求出抛出点的坐标．

解答 解：（1）A、要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，故A正确；
B、为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次释放小球的位置必须相同，故B错误；
C、为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次必须由静止释放小球，故C正确；
D、为避免摩擦影响小球的运动轨迹，小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，故D正确；
E、将球的位置记录在纸上后，取下纸，应用平滑的曲线把各点连接起来，不是用直尺将点连成折线，故E错误；
（2）根据△y=gT²，解得：T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.45-0.35}{10}}$=0.1s，
则平抛运动的初速度v₀=$\frac{x}{T}$=4m/s．
A点在竖直方向上的分速度v_yA=$\frac{{y}_{OB}}{2T}$=3m/s．
平抛运动到A的时间t=$\frac{{v}_{yA}}{g}$=0.3s，
此时在水平方向上的位移x=v₀t=1.2m，
在竖直方向上的位移y=$\frac{1}{2}$gt²=0.45m，
所以抛出点的坐标x=-0.80m=-80cm，
y=-0.20m=-20cm．
故答案为：（1）ACD；（2）4，-80，-20．

点评 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；解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，以及分运动和合运动具有等时性．