Question

某同學設計一個測定平拋運動初速度的實驗裝置，設計示意圖如圖所示，O點是小球拋出點，在O點有一個頻閃的點光源，閃光頻率為30Hz，在拋出點的正前方，豎直放置一塊毛玻璃，在小球拋出后當光源閃光時，在毛玻璃上有一個小球的投影點，在毛玻璃右邊用照相機多次曝光的方法，拍攝小球在毛玻璃上的投影照片．已知圖中O點與毛玻璃水平距離L=1.2m，兩個相鄰小球投影點的實際距離△h=5cm，則小球在毛玻璃上投影像點做______運動，小球平拋運動的初速度是______m/s．

Answer 1

【答案】分析：由于相機的曝光時間時一樣的，所以若兩個小球的投影的實際距離是相等的，則可以知道小球的投影是勻速直線運動
第二空很難，要用相似三角形，列出平拋水平和豎直位移的表達式在帶入比例關系，應用兩次相似三角形，然后的兩個公式聯立解題即可．
解答：解：
第一空：由于相機的曝光時間時一樣的，所以若兩個小球的投影的實際距離是相等的，則可以知道小球的投影是勻速直線運動．
第二空：對球的第一個位置和其與水平位移x和豎直方向的位移y構成的三角形與投影三角形OBN是相似三角形ON=L，NB=Y，
．
對實物：x=vt，，又由相似三角形，解得：    ①
同理對球的第二個位置和其投影點可以得到：      ②
聯立兩式解得：v=4m/s
故答案為：勻速直線運動，4m/s
點評：這個好像是清華大學自主招生的一道題，所用到的方法和思維和我們平時所用的就不大一樣，考點涉及平拋，涉及相似三角形的應用，這個的數學思想要多于物理思想．