Question

在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置．实验时用了如图所示的

在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置．实验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上甲处，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x 到乙处，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x到丙处，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C．若测得木板每次移动距离x=10cm，A、B间距离y1=15cm，B、C间距离y2=25cm．请回答以下问题（g=10m/s2，）：①为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？答：______ ②根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=______（用题中所给字母表示）．③木板在甲处时距斜槽轨道末端的水平距离是：______cm．

Answer 1

①该实验中，为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠档板处由静止释放．
②在竖直方向上：△y=y₂-y₁=gt²，
水平方向上：x=v₀t，
联立方程解得：v₀=x

g y2?y1

．
③根据：v₀=x

g y2?y1

，代入数据解得：v₀=1.00m/s，
小球从甲运动到乙需要的时间t=

x

v0

=

0.1m

1m/s

=0.1s，
小球到达B点时的竖直分速度v_yB=

y1+y2

2t

=

0.15m+0.25m

2×0.1s

=2m/s，
则物体到达A点时的竖直分速度v_yA=v_yB-gt=2-10×0.1=1m/s，
则小球到达A点时的运动时间t_A=

vyA

g

=

1m/s

10m/s2

=0.1s，
木板在甲处时距斜槽轨道末端的水平距离x_A=v₀t_A=1m/s×0.1s=0.1m=10cm．
故答案为：①为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同．②x

g y2?y1

．③10．