Question

19．如图所示是“研究平抛运动”的实验装置示意图．（1）在实验中，下列说法正确的是AC
A．斜槽轨道末端切线必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．小球每次应从斜槽同一高度由静止释放
（2）在该实验中，某同学正确地确定了坐标原点入坐标轴后，描绘出小球在不同时刻所通过的三个位置A、B、C相邻的两个位置间的水平距离均为x，测得x=10.00cm，A、B间的竖直距离y₁=4.78cm，A、C间的竖直距离y₂=19.36cm．如图所示，（重力加速度g取9.80m/s²）根据以上直接测量的物理量及已知量导出小球做平抛运动的初速度的表达式为v₀=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-2{y}_{1}}}$（用题中所给字母表示）．代入数据得到小球的初速度值为1.00m/s．

Answer 1

分析 （1）在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动．所以斜槽轨道末端一定要水平，同时斜槽轨道要在竖直面内．要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点．然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹；
（2）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，根据竖直方向上连续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．

解答 解：（1）A、为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的．故A正确，B错误，
C、应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，保证抛出的初速度相同，故C正确；
故选：AC
（2）在竖直方向上，根据△y=gT²得：
T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{{y}_{2}-{y}_{1}-{y}_{1}}{g}}=\sqrt{\frac{{y}_{2}-2{y}_{1}}{g}}$
则小球做平抛运动的初速度的表达式为：v₀=$\frac{x}{T}=x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-2{y}_{1}}}$，
带入数据得：v₀=$0.1×\sqrt{\frac{9.8}{0.1936-2×0.0478}}=1.00m/s$．
故答案为：（1）AC；（2）$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-2{y}_{1}}}$；1.00

点评 体现了平抛运动的特征：水平初速度且仅受重力作用．同时让学生知道描点法作图线，遇到不在同一条直线上一些点时，只要以能平滑连接就行，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．