Question

在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）為使小球水平拋出，必須調(diào)整斜槽，使其末端的切線成水平方向，檢查方法是

將小球放于斜槽末端，看小球能否處于靜止?fàn)顟B(tài)

（2）驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到的軌跡是否準(zhǔn)確的一般方法是：如圖（a）所示，在水平方向從平拋起點(diǎn)處取兩段連續(xù)相等的位移與曲線交于兩點(diǎn)，作水平線交于y軸，則y₁與y₂之比為

1：3

．
（3）某同學(xué)建立的直角坐標(biāo)系如圖（b）所示，實(shí)驗(yàn)裝置的安裝準(zhǔn)確無(wú)誤，實(shí)驗(yàn)操作中有一處失誤，其余操作正確，請(qǐng)指出該處的失誤．

坐標(biāo)原點(diǎn)的選取錯(cuò)誤

（4）該同學(xué)在軌跡上任取一點(diǎn)M，測(cè)得坐標(biāo)為（a，b），運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)原理計(jì)算得到的平拋初速度值與其真實(shí)值相比

偏大

（選填“偏大”、“相等”或“偏小”）．
（5）下列哪些因素會(huì)使實(shí)驗(yàn)的誤差增大

B

A．小球與斜槽之間有摩擦     B．安裝斜槽時(shí)其末端不水平
C．根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離O點(diǎn)較遠(yuǎn)．

Answer 1

分析：（1）要保證小球從斜槽末端飛出時(shí)的速度方向是水平方向，就要使斜槽末端的切線沿水平方向，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡來(lái)說(shuō)明．
（2）平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平位移相等，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而可求豎直方向位移之比．
（3）注意畫(huà)軌跡時(shí)小球平拋的起點(diǎn)應(yīng)該是球心在木板上的水平投影點(diǎn)；
（4）求出初速度的表達(dá)式，然后分析實(shí)驗(yàn)誤差；
（5）在實(shí)驗(yàn)中讓小球能做平拋運(yùn)動(dòng)，并能描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡．因此要求從同一位置多次無(wú)初速度釋放，同時(shí)由運(yùn)動(dòng)軌跡找出一些特殊點(diǎn)利用平拋運(yùn)動(dòng)可看成水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)去解題．

解答：解：（1）要保證小球從斜槽末端飛出時(shí)的速度方向是水平方向，就要使斜槽末端的切線沿水平方向，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡，小球在斜槽的末端受重力和支持力，若能平衡，則小球不會(huì)滾動(dòng)；所以檢查斜槽末端切線水平的方法是置一小球于斜槽末端，若小球不滾動(dòng)則表示末端是水平．
（2）平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平位移相等，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，而豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，從起點(diǎn)開(kāi)始，連續(xù)兩個(gè)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為1：3．
（3）小球作平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，平拋的起點(diǎn)應(yīng)該在球心處，不是斜槽的末端，由圖示可知，其坐標(biāo)原點(diǎn)的選取錯(cuò)誤．
（4）小球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：x=v₀t ①，豎直方向：y=

1

2

gt²  ②，
由①②解得：v₀=x

g 2y

，由于坐標(biāo)原點(diǎn)，沒(méi)有在小球的球心處，y值偏小，則小球的初速度偏大．
（5）A、只要小球從同一高度、無(wú)初速開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在相同的情形下，即使球與槽之間存在摩擦力，由于每次摩擦力的影響相同，因此仍能保證球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響，故A錯(cuò)誤；
B、安裝斜槽末端不水平，則初速度不水平，使得小球的運(yùn)動(dòng)不是平拋運(yùn)動(dòng)，使得實(shí)驗(yàn)的誤差增大，故B正確；
C、根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn)，可以減小偶然誤差，故D錯(cuò)誤．
故答案為：（1）將小球放于斜槽末端，看小球能否處于靜止?fàn)顟B(tài)；（2）1：3；（3）坐標(biāo)原點(diǎn)的選取錯(cuò)誤；（4）偏大；（5）B．

點(diǎn)評(píng)：該題考查“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)的基本要求及數(shù)據(jù)處理，屬于基本方法的應(yīng)用，考慮的計(jì)算的步驟較多，因此本題屬于中檔題．