Question

19．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图

（1）下列说法正确的是AC
A．通过调节使斜槽的末端保持水平       
B．每次释放小球的位置可以不同
C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下         
D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
E．斜槽必须光滑
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为1.6m/s（g=9.8m/s²）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，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1.5m/s，B点的竖直分速度为2m/s，抛出点距A点的水平距离15cm，抛出点距A点的竖直距离5cm（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据竖直位移，结合位移时间公式求出平抛运动的时间，根据水平位移和时间求出小球做平抛运动的初速度．
（3）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的大小，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度．根据速度时间公式求出抛出点到B点的时间，从而得出抛出点到B点的水平距离和竖直距离，求出抛出点距A点的竖直位移和水平位移．

解答 解：（1）A、为了保证小球的初速度水平，需调节使斜槽的末端保持水平，故A正确．
B、为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等，应使小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽不一定需要光滑，故B错误，C正确，E错误．
D、记录小球位置用的铅笔不需要每次严格地等距离下降，故D错误．
故选：AC．
（2）根据y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得，平抛运动的时间t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.196}{9.8}}s=0.2s$，则小球平抛运动的初速度${v}_{0}=\frac{x}{t}=\frac{0.32}{0.2}m/s=1.6m/s$．
（3）在竖直方向上，根据△y=2L=gT²得，T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}s=0.1s$，小球平抛运动的初速度${v}_{0}=\frac{3L}{T}=\frac{0.15}{0.1}m/s=1.5m/s$．
B点的竖直分速度${v}_{yB}=\frac{8L}{2T}=\frac{8×0.05}{0.2}m/s=2m/s$．
从抛出点到B点的时间$t=\frac{{v}_{yB}}{g}=\frac{2}{10}s=0.2s$，
则抛出点到B点的水平位移x_B=v₀t=1.5×0.2m=0.3m=30cm，
抛出点到B点的竖直位移${y}_{B}=\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.04m=0.2m=20cm$，
所以抛出点距离A点的水平距离x_A=x_B-3L=30cm-15cm=15cm，抛出点到A点的竖直距离y_A=y_B-3L=20cm-15cm=5cm．
故答案为：（1）AC，（2）1.6，（3）1.5，2，15，5．

点评 解决本题的关键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，难度不大．