Question

如圖1為“描繪平拋運(yùn)動的軌跡”的實(shí)驗(yàn)裝置．將斜槽導(dǎo)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(shí)間，底板的標(biāo)尺可以測得水平位移，用直尺可以測得小球拋出時(shí)的高度．

（1）實(shí)驗(yàn)中，為了獲得平拋運(yùn)動的軌跡，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有______．
（2）（多選題）此實(shí)驗(yàn)的目的是______
A．獲得平拋物體運(yùn)動軌跡
B．研究平拋物體飛行時(shí)間與哪些因素有關(guān)
C．利用軌跡計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓�加速�?br>D．研究平拋物體水平射程與哪些因素有關(guān)
（3）某同學(xué)獲得了如圖2所示的平拋運(yùn)動的軌跡，并在圖上建立了直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)O為小球的拋出點(diǎn)．若在軌跡上任取一點(diǎn)，測得坐標(biāo)為（x，y），則還可以利用圖象求出小球拋出時(shí)的初速度v₀=______．
（4）如圖3，若某同學(xué)在平拋運(yùn)動的軌跡圖上建立坐標(biāo)系時(shí)，x坐標(biāo)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(shí)間間隔T相同，圖距與實(shí)際距離之比為1：10，在這種情況下，只用刻度尺，如何求得時(shí)間間隔T？______（寫出需要測量的物理量，并在圖上標(biāo)出有關(guān)物理量的符號）．用測得的物理量和有關(guān)常量（已知重力加速度為g），寫出時(shí)間間隔T的表達(dá)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(shí)間，底板的標(biāo)尺可以測得水平位移，用直尺可以測得小球拋出時(shí)的高度，所以首先要得到底版，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：具有連拍功能的數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)．
（2）A、該實(shí)驗(yàn)為“描繪平拋運(yùn)動的軌跡”，所以獲得平拋物體運(yùn)動軌跡符合實(shí)驗(yàn)的目的；
B、該實(shí)驗(yàn)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(shí)間，用直尺可以測得小球拋出時(shí)的高度，所以可以研究飛行時(shí)間與哪些因素有關(guān)．故B符合實(shí)驗(yàn)的目的；
C、該實(shí)驗(yàn)為“描繪平拋運(yùn)動的軌跡”，所以不能利用軌跡計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓�加速度．故C錯(cuò)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(shí)間，底板的標(biāo)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(guān)．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(xué)在平拋運(yùn)動的軌跡圖上建立坐標(biāo)系時(shí)，x坐標(biāo)與初速度v₀的方向不平行．合理的辦法是把首末兩點(diǎn)相連并且三等份，各等份點(diǎn)與對應(yīng)順序的軌跡圖上的點(diǎn)相連，即是重力加速度所在的直線，并標(biāo)明方向如圖．

②用刻度尺測出圖中的y₁、y₂
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的導(dǎo)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(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)
（2）ABD
（3）

x 2gy

2y

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

10y2-10y1 g