Question

19．在“研究平拋物體運動”的實驗中，可以描繪平拋物體運動軌跡和求物體的平拋初速度．實驗簡要步驟如下：
A．安裝好器材，注意斜槽末端水平和平板豎直，記下斜槽末端O點和過O點的豎直線，檢測斜槽末端水平
B．讓小球多次從同一位置上滾下，記下小球穿過卡片孔的一系列位置；
C．取下白紙，以O(shè)為原點，以豎直線為軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡．
D．測出曲線上某點的坐標(biāo)x、y，用v₀=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$算出該小球的平拋初速度，實驗需要對多個點求v₀的值，然后求它們的平均值．
E．如圖為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長為5cm，如果取g=10m/s²，
那么：（1）閃光頻率是10Hz．
（2）小球運動中水平分速度的大小是1.5 m/s．

Answer 1

分析 為了讓小球初速度水平，斜槽的末端需水平，為了讓小球初速度相同，每次讓小球從同一位置由靜止釋放．根據(jù)下降的高度求出平拋運動的時間，結(jié)合水平位移和時間求出小球的初速度；
正確應(yīng)用平拋運動規(guī)律：水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動；解答本題的突破口是利用在豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差等于常數(shù)解出閃光周期，然后進(jìn)一步根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律、推論求解．

解答 解：為了讓小球初速度相同，小球每次從斜槽的同一位置由靜止釋放．為了使初速度水平，則固定斜槽時斜槽的末端需水平．
根據(jù)y=$\frac{1}{2}$gt²得，
t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}$，
則初速度v₀=$\frac{x}{t}$=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$．
（1）在豎直方向上有：△h=gT²，其中△h=（5-3）×5=10cm，
代入求得：T=0.1s．
所以：f=$\frac{1}{T}$=10Hz
（2）水平方向：x=v₀t，其中x=3L=0.15m，t=T=0.1s，故v₀=1.5m/s．
故答案為：同一，x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$，（1）10，（2）1.5．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，知道實驗的原理，以及實驗中的注意事項；并對于平拋運動問題，一定明確其水平和豎直方向運動特點，尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律和推論解題．