Question

如圖所示，為“研究平拋物體的運動”的實驗裝置．
（1）實驗室提供了如下器材：小鋼球，固定有斜槽的木板，坐標紙，重錘線，鉛筆，秒表，圖釘．
其中不必要的器材是

秒表

；
（2）某同學在做實驗時，注意了如下事項：
A．將小鋼球輕輕放在斜槽末端時，小球能自動滾下；
B．小球每次應從斜槽的同一位置由靜止釋放．
其中存在問題的是

A

（填寫選項前字母），應該如何調(diào)整：

使斜槽末端水平

．
（3）正確操作后，該同學以斜槽末端為坐標原點O建立坐標系，水平方向為z軸，豎直方向為y軸，在坐標系中描繪出小球的運動軌跡．在軌跡上選取幾個不同的點，其中一個點的坐標為（x₀，y₀），則利用x₀、y₀和當?shù)刂亓�加速度g，計算小球做平拋運動初速度v₀的表達式為v₀=

gk 2

．
（4）為了減小由于測量帶來的誤差，該同學根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)，以y為橫坐標（y為豎直方向位移），以x²為縱坐標（x為水平方向位移），在坐標紙上畫出相應的圖象，發(fā)現(xiàn)圖象為過原點的直線．這位同學測出該直線的斜率為k，則利用k和當?shù)刂亓�加速度g，計算小球做平拋運動初速度v₀的表達式為v₀=

gk 2

．

Answer 1

分析：在實驗中要畫出平拋運動軌跡，必須確保小球做的是平拋運動．所以斜槽軌道末端一定要水平，同時斜槽軌道要在豎直面內(nèi)．要畫出軌跡，必須讓小球在同一位置多次釋放，才能在坐標紙上找到一些點．然后將這些點平滑連接起來，就能描繪出平拋運動軌跡．小球運動的軌跡是曲線．平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)△y=gT²求出相等的時間間隔，再根據(jù)v₀=

x

t

求出平拋運動的初速度．

解答：解：（1）做“研究平拋物體的運動”實驗時，需要木板、小球、游標卡尺、斜槽、鉛筆、圖釘，不需要秒表，在實驗中不需要測量時間．
（2）A、小球能自動滾下說明斜槽末端不水平，應該使斜槽末端水平，保證小球做平拋運動；
B、小球每次應從斜槽的同一位置由靜止釋放，保證初速度相同，不存在問題．
（3）豎直方向做自由落體運動，則y₀=

1

2

gt2，解得；t=

2y0 g

，水平方向做勻速運動，則v₀=

x

t

=x0

g 2y0

（4）根據(jù)y=

1

2

gt2及x=v₀t解得：x2=

2v02

g

y
所以

2v02

g

=k
解得：v₀=

gk 2

故答案為：（1）秒表
（2）A
使斜槽末端水平
（3）x0

g 2y0

（4）

gk 2

點評：解決本題的關鍵掌握“研究平拋運動”實驗的注意事項，以及知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，靈活運用運動學公式求解