Question

11．（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做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上AB．
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次必须由静止释放小球
C．记录小球经过不同高度的位置时，每次必须严格地等距离下降
D．每次释放小球的位置必须不同
E．将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）如图所示是在“研究平抛物体的运动”的实验中记录的一段轨迹．已知物体是从原点O水平抛出，经测量C点的坐标为（60cm，45cm）．则平抛物体的初速度v₀=2m/s，物体经过B点时的速度v_B=2$\sqrt{2}$m/s．（g取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，取OC过程，根据竖直方向上y=$\frac{1}{2}$gt²，求出时间，再根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度．再用平均速度等于中时刻的瞬时速度，即可求解B点的竖直方向的速度，进而求解．

解答 解：（1）A、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动．故A正确．
BD、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，故B正确，D错误．
C、因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此不应是等距下降的，故C错误．
E、将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故E错误；
故选：AB．
（2）取OC过程，根据竖直方向上y=$\frac{1}{2}$gt²
得：t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.45}{10}}$=0.3s
则小球平抛运动的初速度v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.6}{0.3}$m/s=2m/s．
竖直方向上y=$\frac{1}{2}$gt²=5t²
水平方向的位移x=v₀t=2t
所以轨迹方程为y=$\frac{5}{4}$x²；
因此A点的纵坐标为y=5cm；
那么B点的竖直方向的速度大小为v_y=$\frac{{y}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.4}{2×0.1}$=2m/s；
 则B点的速度大小v_B=$\sqrt{{2}^{2}+{2}^{2}}$=2$\sqrt{2}$m/s；
故答案为：（1）AB；（2）2；2$\sqrt{2}$．

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．