Question

某同學設計了一個探究平拋運動特點的實驗裝置，如圖所示．在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球（視為質點）從斜面上滾下，滾過桌邊后鋼球便做平拋運動．在鋼球拋出后經過的地方水平放置一塊木板（還有一個用來調節木板高度的支架，圖中未畫），木板上放一張白紙，自紙上有復寫紙，這樣便能記錄鋼球在白紙上的落點．在桌子邊緣鋼球經過的地方掛一根鉛垂線．已知平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，在此前提下，探究鋼 球水平分運動的特點．
（1）請指出還需要的器材

 

；
（2）實驗中，鉛垂線的作用是

 

；
（3）本實驗需要測量的物理量有（用文字和符號共同描述，并在軌跡圖上的相應位置標出，可畫必要的輔助線）

 

；
（4）實驗中要求小球多次從斜面上滾下，此操作過程需注意

 

．
（5）若由測量的物理量得到關系式

 

，則可說明鋼球水平分運動是勻速直線運動．

Answer 1

分析：通過測量豎直方向上的位移，以及水平方向上的位移，判斷水平方向上的位移之比是否等于時間之比來判斷水平方向上是否做勻速直線運動．

解答：解：（1）因為需要測量豎直方向和水平方向的位移，則需要刻度尺．
（2）實驗中，鉛垂線的作用是確定小球拋出點在水平木板上的投影位置（以便精確測量水平位移）．
（3）木板上表面與水平桌面間的距離y₁、y₂，小球在木板上的落點與重錘線間的距離x₁，x₂，如圖所示．
（4）實驗中小球每次從同一位置無初速釋放，保證小球的初速度相同．
（5）根據y1=

1

2

gt12，y2=

1

2

gt22得，t1=

2y1 g

，t2=

2y2 g

．若水平方向上的位移之比等于時間之比，即

x1

x2

=

y1 y2

，則水平方向上做勻速直線運動．
故答案為：（1）刻度尺． （2）確定小球拋出點在水平木板上的投影位置（以便精確測量水平位移） （3）木板上表面與水平桌面間的距離y₁、y₂，小球在木板上的落點與重錘線間的距離x₁，x₂，（4）從同一位置無初速釋放 （5）

x1

x2

=

y1 y2

．

點評：解決本題的關鍵知道實驗的原理，抓住水平方向上的位移之比是否等于時間之比來判斷水平方向上是否做勻速直線運動．