Question

【題目】在做“研究平拋運動”的實驗中，為了測量小球平拋運動的初速度，實驗用如圖所示的裝置。實驗操作的主要步驟如下：

(ⅰ)在一塊平木板上釘上復寫紙和白紙，將其豎直立于斜槽軌道末端槽口前，木板與槽口之間有一段初始距離d，并保持板面與軌道末端的水平段垂直。

(ⅱ)使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滾下，小球撞到木板在白紙上留下痕跡A

(ⅲ) 將木板沿水平方向向右平移一段動距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滾下，小球撞到木板在白紙上留下痕跡B

(ⅳ)將木板再水平向右平移相同距離x，使小球仍從斜槽上緊靠擋板處由靜止滾下，再在白紙上得到痕跡C

(ⅴ)測得A、B、C三點距地面的高度為y1、y2、y3，已知當地的重力加速度為g。

請回答下列問題

(1)關于該實驗，下列說法中正確的是_______

A．斜槽軌道必須盡可能光滑

B．每次小球均須由靜止釋放

C．每次釋放小球的位置可以不同

D．步驟(ⅰ) 初始距離d必須與步驟(ⅲ)中距離x相等

(2)根據上述直接測量的量和已知的物理量可以得到小球平拋的初速度大小的表達式為v0＝________。(用題中所給字母表示)

(3)某同學做進一步的研究，改變小球釋放的初始位置的高度h，每改變一次高度，重復上述步驟(ⅰ)-(ⅴ)(其它條件不變)，并記錄每次的h、y1、y2、y3。在同一坐標系中畫出、、圖象。根據你的分析，下列哪個圖最接近該同學的實驗結果______（圖中直線a表示圖象，直線b表示圖象，直線c表示圖象）。

Answer 1

【答案】 B C

【解析】根據實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟．根據豎直方向上連續相等時間內的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結合水平位移和時間間隔求出初速度．

（1）為了保證小球的初速度相等，每次讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，斜槽軌道不需要光滑，故A錯誤，C錯誤，B正確，步驟(ⅰ) 初始距離d必須與步驟(ⅲ)中距離x無關，只要保證，連續水平移動的位移x相等即可，故D錯誤。

（2）在豎直方向上， ；水平方向上 ，可得小球平拋的初速度。

（3）設小球離地高度為，小球平拋運動階段水平位移為 ，距離地面高度為，小球從斜槽的由h處靜止釋放，忽略摩擦力的影響，，由以上分析可得，當由木板水平向右平移時，對逐漸變大，圖象斜率變小，故C正確。