Question

4．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，检验斜槽末端水平的方法是：小球放在斜槽末端任意位置不滚动．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同．
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为2m/s．（g取10m/s²）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=1.25cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为0.75m/s；B点的竖直分速度为1m/s．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平；同时为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，要求小球平抛的初速度相同；
（2）O点为平抛的起点，水平方向匀速x=v₀t，竖直方向自由落体y=$\frac{1}{2}$gt²，据此可正确求解；
（3）根据竖直方向运动特点△h=gt²，求出物体运动时间，然后利用水平方向物体做匀速运动，可以求出其水平速度大小，利用匀变速直线运动的推论可以求出B点的竖直分速度大小．

解答 解：（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，检验斜槽末端水平的方法是：小球放在斜槽末端任意位置不滚动，为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放．
（2）由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：
x=v₀t
y=$\frac{1}{2}$gt²
将x=40cm=0.4m，y=20cm=0.2m，
代入解得：v₀=2m/s．
（3）设相邻两点间的时间间隔为T，
竖直方向：5L-3L=gT²，
得到T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$=0.05s；
水平方向：v₀=$\frac{3×0.0125}{0.05}$=0.75m/s；
小球在b点时，竖直方向上的瞬时速度等于v_by=$\frac{3L+5L}{2T}$=1m/s
故答案为：（1）小球放在斜槽末端任意位置不滚动；初速度相同
（2）2
（3）0.75；1

点评 本题不但考查了平抛运动的规律，还灵活运用了匀速运动和匀变速运动的规律，是一道考查基础知识的好题目．