Question

【題目】為了探究平拋運(yùn)動規(guī)律，老師做了如下兩個演示實驗：

(1)為了說明平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動，用如圖所示裝置進(jìn)行實驗。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開自由下落。關(guān)于該實驗，下列說法正確的有________________。

A.所用兩球的質(zhì)量必須相等

B.只做一次實驗發(fā)現(xiàn)兩球同時落地，即可以得到實驗結(jié)論

C.應(yīng)改變裝置的高度多次實驗

D.本實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動

(2)如圖所示，兩個相同的弧形軌道M 、N位于同一豎直面內(nèi)，其中N軌道的末端與光滑的水平地面相切。兩個完全相同的小鋼球P、Q，以相同的水平初速度同時從軌道M、N的末端射出，觀察到P落地時與Q相遇。只改變弧形軌道Q的高度，多次重復(fù)實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象。這說明：________________。

(3)為了進(jìn)一步研究平拋運(yùn)動，某同學(xué)用如上圖所示的裝置進(jìn)行實驗。

① 為了準(zhǔn)確地描繪出平拋運(yùn)動的軌跡，下列要求合理的是________________。

A．小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放

B．斜槽軌道必須光滑

C．斜槽軌道末端必須水平

D．本實驗必需的器材還有刻度尺和秒表

②B實驗小組為了更方便研究平拋運(yùn)動，他們在實驗中用頻閃光源代替鋼球，頻閃光源的頻率為50Hz，拋出后經(jīng)過畫布時在上面留下了一串反映平拋運(yùn)動軌跡的點跡（如圖）。將點跡拍照后用軟件分析可得到各點的坐標(biāo)。如圖中M1、M2、M3是頻閃光源平拋運(yùn)動過程中在畫布上留下的三個連續(xù)點跡，M1、M2、M3的坐標(biāo)見表格，通過計算可得頻閃光源平拋運(yùn)動的初速度為________________m/s，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>________________m/s2.

③該組同學(xué)在老師的啟發(fā)下想進(jìn)一步探究做平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上的分運(yùn)動，利用④中的實驗裝置完成實驗并測量相關(guān)數(shù)據(jù)，通過計算機(jī)繪出如圖所示的圖象，并擬合出表達(dá)式，圖中為頻閃光源平拋運(yùn)動豎直方向的分速度。他們通過分析圖象和表達(dá)式可以得出的結(jié)論是________________。

A．斜槽末端可能不水平

B．頻閃光源與斜槽之間存在摩擦

C．頻閃光源在水平方向上做勻速直線運(yùn)動

D．頻閃光源在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動

④如圖丙同學(xué)將實驗方案做了改變，他把桌子搬到墻的附近，調(diào)整好儀器，使從斜槽軌道滾下的小球打在正對的墻上，把白紙和復(fù)寫紙附在墻上，記錄小球的落點，然后等間距地改變桌子與墻的距離，就可以得到多個落點。如果丙同學(xué)還有一把刻度尺，他是否可以計算出小球平拋時的初速度？請簡要闡述理由。

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Answer 1

【答案】C 平拋運(yùn)動在水平方向做勻速直線運(yùn)動 AC 0.5 9.75 AD 可以。用刻度尺測量落點與拋出點之間的豎直距離y，測量墻與桌子的水平距離x，根據(jù)，可得，則，改變桌子與墻的水平距離x，測量多組x，y值，計算多組初速度，取平均值即可。

【解析】

（1）根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟，結(jié)合兩球相遇得出平拋運(yùn)動在水平方向上的運(yùn)動規(guī)律。（2）根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟，結(jié)合兩球相遇得出平拋運(yùn)動在水平方向上的運(yùn)動規(guī)律．（3）①根據(jù)原理以及注意事項確定正確的操作步驟．②根據(jù)頻率得出頻閃周期，抓住水平方向上做勻速直線運(yùn)動，結(jié)合水平位移和時間間隔求出初速度，根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出重力加速度。③結(jié)合圖線的特點得出豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律，根據(jù)原理分析初始時刻豎直分速度不為零的原因。④根據(jù)豎直位移求出運(yùn)動的時間，結(jié)合水平位移和時間求出初速度．

（1）小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B 球被松開自由下落，兩球同時落地，可知平拋運(yùn)動在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，不能得出水平方向上的運(yùn)動規(guī)律，實驗時應(yīng)改變裝置的高度進(jìn)行多次實驗，故C正確，ABD錯誤。故選C。

（2）兩個完全相同的小鋼球P、Q，以相同的水平初速度v0同時從軌道M、N的末端射出，觀察到P落地時與Q相遇．只改變弧形軌道M的高度，多次重復(fù)實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象．這說明平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動．

（3）①為了保證小球的初速度相等，小球每次應(yīng)從斜槽的同一位置由靜止釋放，斜槽軌道不一定需要光滑，故A正確，B錯誤．為了保證小球的初速度水平，斜槽末端必須水平，故C正確．該實驗不需要秒表，運(yùn)動的時間可以通過下降的高度求出，故D錯誤．故選AC．

②相鄰兩點間的時間間隔T=0.02s，則平拋運(yùn)動的初速度。
在豎直方向上，根據(jù)△y=gT2得，。

③由圖可知，豎直分速度與時間成線性關(guān)系，可知頻閃光源在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動，由于0時刻的豎直分速度不為零，可知斜槽末端不水平，故選AD。

④可以計算小球平拋運(yùn)動的初速度，用刻度尺測量落點與拋出點之間的豎直距離y，測量墻與桌子的水平距離x，根據(jù)y＝gt2，可得t=，則，改變桌子與墻的水平距離x，測量多組x，y值，計算多組初速度，取平均值即可．