Question

10．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平抛运动的轨迹．
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：ACD；
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必须不同
C．每次必须由静止释放小球
D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）在该实验中，某同学记录了A、B、C、D四点，取A点为坐标原点，建立了右图所示的坐标系．平抛轨迹上的这四点坐标值图中已标出．
则小球的初速度大小为V₀=1m/s，小球在B点的速度大小为V_B=$\sqrt{5}$m/s．由图可知抛出点的坐标为[-10cm，-5cm]．

Answer 1

分析 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；
平抛运动可分解为：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后应用匀速直线运动的规律求出初速度；由匀变速运动的推论求出B点的竖直分速度；由匀变速直线运动的速度公式求出A点的竖直分速度，求出运动到A点的时间，然后由位移公式求出A的坐标．

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．
    BC、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错误，C正确．
    DE、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．故D正确，E错误．
（2）小球做平抛运动，在竖直方向上，△y=gt²，t=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.4-0.15-0.15}{10}}$=0.1s，
在水平方向，小球平抛的初速度：v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.1}{0.1}$=1m/s；
B点的竖直分速度：v_By=$\frac{{y}_{AC}}{2t}$=$\frac{0.4}{2×0.1}$=2m/s；
那么B点速度为v=$\sqrt{{1}^{2}+{2}^{2}}$=$\sqrt{5}$m/s；
A点的竖直分速度：v_Ay=v_By-gt=2-10×0.1=1m/s，
小球从抛出到运动到A点的时间：t_A=$\frac{{v}_{Ay}}{g}$=$\frac{1}{10}$=0.1s，
x_A=v₀t_A=1×0.1=0.1m=10cm，
y_A=$\frac{1}{2}$gt_A²=$\frac{1}{2}$×10×0.1²=0.05m=5cm，
则抛出点的坐标为（-10cm，-5cm）；
故答案为：（1）ACD；（2）1；$\sqrt{5}$；-10，-5．

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；对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题．