Question

11．某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图在水平桌面上放置了一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．但不能水平移动．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：
A．实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且ab=bc=30.00cm，如图所示．
B．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差h₁=h．
C．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度h₂=h+10.00（cm）．
D．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度h₃=h+30.00（cm）．
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v₀=2m/s，已知钢球的重力加速度为g=10m/s²，空气阻力不计．

Answer 1

分析 根据竖直方向运动特点△h=gT²，求出物体运动的相等时间间隔，然后利用水平方向运动特点即可求出平抛的初速度，从而即可求解．

解答 解：钢球从a到b和b到c的时间相等，击中ab时木板的竖直距离为10cm，击中bc时木板的竖直距离为20cm，
根据△h=gT²得：T=$\sqrt{\frac{△h}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$s=0.1s，
则钢球平抛运动的初速度为：v₀=$\frac{L}{T}$=$\frac{0.2}{0.1}$m/s=2m/s．
故答案为：2．

点评 本题不但考查了实验的操作，而且考查了平抛运动的规律以及匀速运动和匀变速运动的规律，对同学的知识的综合应用要求比较高，是个考查学生能力的好题．