Question

20．图甲是“研究平抛物体的运动”实验装置图

（1）在实验前应AB
A．将斜槽的末端切线调成水平
B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
D．测出平抛小球的质量
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为1.6m/s；
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为1.5m/s；B点的竖直分速度为2m/s．

Answer 1

分析 （1）在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运动轨迹，实验成功的关键是小球是否初速度水平，要求从同一位置多次无初速度释放，这样才能确保每次平抛轨迹相同．根据实验原理与注意事项分析答题．
（2）根据自由落体运动位移时间公式求出时间，结合水平位移和时间求出初速度；
（3）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，根据竖直方向上相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度．在竖直方向上，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点竖直分速度

解答 解：（1）在实验前应：将斜槽的末端切线调成水平；将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行；在白纸上记录斜槽末端以上距离槽口为小球的半径R的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点；此实验不需要测出平抛小球的质量，故AB正确；
故选：AB．
（2）根据$h=\frac{1}{2}g{t}^{2}$，可得，t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.196}{9.8}}=0.2s$
所以初速度$v=\frac{x}{t}=\frac{0.32}{0.2}=1.6m/s$
（3）在竖直方向上，2L=gT²，解得：$T=\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}=0.1s$．
则平抛运动的初速度为：${v}_{0}=\frac{3L}{T}=\frac{0.15}{0.1}=1.5m/s$．
B点竖直方向上分速度为${v}_{By}=\frac{{h}_{AC}}{2T}=\frac{8L}{2T}=\frac{0.4}{0.2}=2m/s$
故答案为：（1）AB；（2）1.6；（3）1.5；2

点评 在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，同时让学生知道描点法作图线方法：由实验数据得来的点，进行平滑连接起来，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解．