Question

4．回答下列有关“研究平抛物体的运动”实验的问题．
（1）下列器材中必须的是D
A、秒表     B、天平     C、弹簧秤      D、刻度尺
（2）在研究平抛运动的实验中，会使实验误差增大的是D
A．安装斜槽时其末端必须水平    
B．小球与斜槽间有摩擦
C．多次将小球从斜槽上同一位置由静止释放
D．建立坐标系时，以斜槽末端的端口位置为坐标原点
（3）如图所示是小球平抛运动闪光照片的一部分，a、b、c、d是连续拍摄的几张照片，背景方格纸的小方格的边长为L=10cm，取g=10m/s²，则小球平抛运动中相邻照片之间的时间间隔T=0.1s，平抛运动的水平初速度v₀=2m/s．

Answer 1

分析 （1）依据实验原理，即可选取实验器材；
（2）在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运动轨迹．因此要求从同一位置多次无初速度释放，同时由运动轨迹找出一些特殊点利用平抛运动可看成水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动去解题；
（3）平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动．根据竖直方向上△y=gT²，求出时间间隔，然后根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度．

解答 解：（1）在验证机械能守恒定律的实验中，需验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，因为动能和重力势能都含有质量，所以物体的质量可以不测，不需要天平，打点计时器可以测量时间，不需要秒表，在实验中需要测量速度和下落的距离，所以需要刻度尺；该实验不需要弹簧秤；
故选：D．
 （2）A、安装斜糟时其末端切线不水平，小球不能做平抛运动，影响实验的测量．故A错误．
B、小球与斜面间有摩擦不影响实验的测量．故B错误．
C、必须将小球从斜槽上同一位置由静止释放．故C错误．
D、以斜槽末端的端口位置为坐标原点，导致时间变短，从而引起实验结果偏大．故D正确．
故选：D．
（3）设从a到b的时间为T．相邻、相等的时间内竖直方向位移差为一常数，且有△h=gT²
解得　T=$\sqrt{\frac{L}{g}}$=$\sqrt{\frac{10×1{0}^{-2}}{10}}$s=0.1s
由水平方向物体做匀速运动，所以有v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{20×1{0}^{-2}}{0.1}$m/s=2m/s
故答案为：（1）D；（2）D；（3）0.1，2．

点评 掌握如何让小球做平抛运动及平抛运动轨迹的描绘，并培养学生利用平抛运动规律去分析与解决问题的能力；
解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．