Question

16．在用如图所示的装置做“研究平抛物体运动”的实验时，实验简要步骤如下：
（1）请完成下列步骤中的填空：
A．让小球多次从斜槽上同一位置由静止滚下，记下小球平抛运动中的一系列位置
B．安装好器材，调节斜槽，使斜槽的末端水平，记下小球离开斜槽时的位置O点和过O点的竖直线
C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v₀=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$算出小球的平抛初速度，实验需从曲线上取多个点求v₀的值，然后求它们的平均值
D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴、水平为x轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出平抛轨迹
（2）上述实验步骤的合理顺序是BADC（只排列序号即可）
（3）实验中描出小球的运动轨迹上一点P的坐标为P（x，y），则小球通过P的瞬时速度大小v_p=$\sqrt{\frac{g{x}^{2}+4g{y}^{2}}{2y}}$．

Answer 1

分析 （1）为保证小球做的是同一个运动，所以必须保证从同一高度释放，为保证小球做的是平抛运动，所以必须要让斜槽末端水平．
（2）实验步骤是：①安装器材②释放小球做实验③取下白纸画图求解．

解答 解：为保证小球做的是同一个运动，所以必须保证从同一高度释放；为保证小球做的是平抛运动，所以必须要让斜槽末端水平，即：让斜槽末端切线水平．
根据水平方向有：
x=v₀t
竖直方向有：
y=$\frac{1}{2}$gt²
联立求出初速度v₀=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$
实验步骤是：A：安装器材；B：释放小球做实验；C：取下白纸画图求解，所以顺序为：BADC；
（3）实验中描出小球的运动轨迹上一点P的坐标为P（x，y），
平抛运动分解为：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动，
竖直方向有：
y=$\frac{1}{2}$gt²
解得：t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}$
则P点竖直方向速度v_Py=gt=$\sqrt{2gy}$
因此P点的速度为v_P=$\sqrt{\frac{g{x}^{2}+4g{y}^{2}}{2y}}$
故答案为：（1）同一，水平，x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$；（2）BADC；（3）$\sqrt{\frac{g{x}^{2}+4g{y}^{2}}{2y}}$．

点评 做这个实验的关键是画出平抛运动的轨迹，再进行计算探究．围绕画轨迹记忆实验器材和注意事项．关于平抛运动实验要掌握实验的注意事项、实验步骤、实验原理．平抛运动分解为：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动．