Question

某同学设计了一个研究平抛运动的实验．实验装置示意图如图所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（左图中P0P0′、P1P1′…），槽间距离均为d．把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的一同位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d．实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图所示．
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到满足

轨道未端水平

要求．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了

具有相同的初速度

．
（2）每次将B板向内侧平移距离d，是为了

获取相等的时间并在x轴上形成位移

．
（3）从得到小球在白纸上打下的若干痕迹点开始，简述测量小球平抛初速度的主要步骤（包括需测量的物理量及初速度的表达式）

Answer 1

分析：（1）平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保持小球水平抛出的初速度相同．
（2）每次将 B 板向内侧平移距离d，是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同．
（3）根据平抛运动的分位移公式列式求解初速度并确定测量步骤．

解答：解：（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平，保证做平抛运动，初速度水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保持小球水平抛出的初速度相同．
（2）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，每次将B板向内侧平移距离d，是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同，即为获取相等的时间并在x轴上形成位移．
（3）实验步骤如下；
①用光滑曲线连接各点，画出轨迹；
②测竖直分位移y和水平分位移x，速度为v=x

g 2y

；
③重复取多点测量，求平均值．
故答案为：（1）轨道未端水平，具有相同的初速度
（2）获取相等的时间并在x轴上形成位移
（3）①用光滑曲线连接各点，画出轨迹；
②测y、x，V=x

g 2y

；
③重复取多点测量，求平均值．

点评：解决本题的关键知道平抛运动的特点．该题考察了实验中的留迹法，是创新题目，属于中等难度的试题．