某太空研究小組在一個(gè)未知星球上用如圖1(a)所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.懸點(diǎn)O正下方P點(diǎn)處有水平放置的熾熱電熱絲,當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷,小球由于慣性向前飛出作平拋運(yùn)動(dòng).在地面上放上白紙,上面覆蓋著復(fù)寫(xiě)紙,當(dāng)小球落在復(fù)寫(xiě)紙上時(shí),會(huì)在下面白紙上留下痕跡.用重錘線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M.重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次(小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止釋放),球的落點(diǎn)痕跡如圖1(b)所示,圖中米尺沿MC水平放置,零刻度線與M點(diǎn)對(duì)齊.該研究小組還對(duì)研究物體平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn),他們采用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝.在有坐標(biāo)紙的背景屏前,拍下了小球在作平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的多張照片,經(jīng)合成后,照片如圖2所示.a(chǎn)、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置,已知該照相機(jī)連續(xù)拍照的時(shí)間間隔是0.10s,照片大小如圖中坐標(biāo)所示,又知該照片的長(zhǎng)度與實(shí)際背景屏的長(zhǎng)度之比為1:5,則:
(1)根據(jù)圖(b)可以確定小球平拋時(shí)的水平射程為
65.0
65.0
cm.
(2)a點(diǎn)
(填“是”或者“不是”)小球的拋出點(diǎn);
(3)由該圖片可以算出小球平拋的初速度是
1
1
m/s;
(4)借助該圖片,可以推算出該星球表面的重力加速度為
20
20
m/s2
分析:(1)注意刻度尺在讀數(shù)時(shí)要進(jìn)行估讀.
(2)根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比是不是1:3:5可以判斷a點(diǎn)是不是平拋的拋出點(diǎn).
(3)根據(jù)水平方向x=v0t可以求出初速度的大;
(4)根據(jù)豎直方向上自由落體運(yùn)動(dòng),△h=gt2或者h(yuǎn)=
1
2
gt2,可以求出根據(jù)該星球表面的重力加速度.
解答:解:(1)根據(jù)刻度尺的讀數(shù)原則,可知其讀數(shù)為:65.0cm.
(2)a、b、c、d四點(diǎn)的時(shí)間間隔相等,在豎直方向的位移之比為:1:3:5,故由勻變速直線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可知,a點(diǎn)是小球的拋出點(diǎn).
(3)水平方向勻速運(yùn)動(dòng),因此有:
x=v0t
v0=
x
t
=
2×5cm
0.1s
=1m/s

(4)豎直方向上自由落體運(yùn)動(dòng),△h=gt2,因此有:
g=
△h
t2
=
2×10cm
(0.1s)2
=20m/s2

故答案為:(1)65.0;(2)是;(3)1;(4)20.
點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握處理平拋運(yùn)動(dòng)的方法,能夠靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式處理水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng).
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