Question

如圖1為“描繪平拋運動的軌跡”的實驗裝置．將斜槽導軌固定在支架上，讓小球從斜槽的不同高度處滾下．利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時間，底板的標尺可以測得水平位移，用直尺可以測得小球拋出時的高度．

（1）實驗中，為了獲得平拋運動的軌跡，還需要的實驗器材有______．
（2）（多選題）此實驗的目的是______
A．獲得平拋物體運動軌跡
B．研究平拋物體飛行時間與哪些因素有關
C．利用軌跡計算當地重力加速度
D．研究平拋物體水平射程與哪些因素有關
（3）某同學獲得了如圖2所示的平拋運動的軌跡，并在圖上建立了直角坐標系，坐標原點O為小球的拋出點．若在軌跡上任取一點，測得坐標為（x，y），則還可以利用圖象求出小球拋出時的初速度v₀=______．
（4）如圖3，若某同學在平拋運動的軌跡圖上建立坐標系時，x坐標與初速度v₀的方向不平行．
①請用合理的辦法確定圖中重力加速度的方向（簡單寫出作圖的過程，并保留作圖痕跡）．______
②若每相鄰兩球之間的時間間隔T相同，圖距與實際距離之比為1：10，在這種情況下，只用刻度尺，如何求得時間間隔T？______（寫出需要測量的物理量，并在圖上標出有關物理量的符號）．用測得的物理量和有關常量（已知重力加速度為g），寫出時間間隔T的表達式為______．

Answer 1

（1）由題，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時間，底板的標尺可以測得水平位移，用直尺可以測得小球拋出時的高度，所以首先要得到底版，還需要的實驗器材有：具有連拍功能的數碼相機或攝像機．
（2）A、該實驗為“描繪平拋運動的軌跡”，所以獲得平拋物體運動軌跡符合實驗的目的；
B、該實驗中，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時間，用直尺可以測得小球拋出時的高度，所以可以研究飛行時間與哪些因素有關．故B符合實驗的目的；
C、該實驗為“描繪平拋運動的軌跡”，所以不能利用軌跡計算當地重力加速度．故C錯誤；
D、利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時間，底板的標尺可以測得水平位移，所以可以研究平拋物體水平射程與哪些因素有關．故D符合題意．
故選：ACD
（3）小球水平方向的位移：x=v₀t，豎直方向上：y=

1

2

gt2，所以：v0=

x 2gy

2y

（4）①若某同學在平拋運動的軌跡圖上建立坐標系時，x坐標與初速度v₀的方向不平行．合理的辦法是把首末兩點相連并且三等份，各等份點與對應順序的軌跡圖上的點相連，即是重力加速度所在的直線，并標明方向如圖．

②用刻度尺測出圖中的y₁、y₂
根據勻變速直線運動的導出公式：△s=aT²
得：10(y2-y1)=gT2
所以：T=

10y2-10y1 g

故答案為：（1）具有連拍功能的數碼相機或攝像機
（2）ABD
（3）

x 2gy

2y

（4）
①把首末兩點相連并且三等份，各等份點與對應順序的軌跡圖上的點相連，即是重力加速度所在的直線，并標明方向；
②用刻度尺測出圖中的y₁、y₂ ；T=

10y2-10y1 g