科学探究：平抛运动的特点
1.(多选)在研究平抛物体的运动的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测的数据有 ( )
A.小球开始滚下的高度
B.小球在空中飞行的时间
C.运动轨迹上某点P的水平坐标
D.运动轨迹上某点P的竖直坐标
【解析】选C、D。根据h= gt2得,t= ,则初速度v0= =x ,为求平抛运动的初速度,需直接测量的数据是运动轨迹上某点的横坐标、纵坐标。故C、D正确,A、B错误。故选C、D。
2.(多选)在做“研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施减小误差( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽水平轨道必须水平
C.每次要平衡摩擦力
D.小球每次应从斜槽同一高度释放
【解析】选B、D。该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平,因此要求小球从同一位置静止释放,至于是否光滑没有影响,故A错误;实验中必须保证小球做平抛运动,而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用,所以斜槽水平轨道必须要水平,故B正确;只要小球从同一位置静止释放,摩擦力对小球影响是相同的,小球抛出的初速度相同,故没有必要平衡摩擦力,故C错误;为确保有相同的水平初速度,所以要求从同一位置无初速度释放,故D正确。故选B、D。
3.(多选)物体A做平抛运动,以物体被抛出的位置为原点O,以初速度v0的方向为x轴的方向、竖直向下的方向为y轴的方向,建立平面直角坐标系。如图所示,沿两坐标轴分别放置两个光屏。两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射,物体A在两个光屏上分别留下物体的两个“影子”的坐标分别为x、y,则图中两个影子的坐标随时间变化关系正确的是 ( )
【解析】选A、D。物体做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,所以影子在x方向是匀速运动,有x=v0t,则x -t图像是过原点的倾斜直线,故A正确,B错误;物体在竖直方向上做自由落体运动,所以影子在y方向是匀变速直线运动,有y=
gt2,知y -t2图像是过原点的倾斜直线,故C错误,D正确。故选A、D。
4.(多选)下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大( )
A.小球与斜槽之间有摩擦
B.安装斜槽时其末端不水平
C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远
【解析】选B、C。只要小球从同一高度、无初速开始运动,在相同的情形下,即使球与槽之间存在摩擦力,由于每次摩擦力的影响相同,因此仍能保证球做平抛运动的初速度相同,对实验没有影响,故A错误;安装斜槽末端不水平,则初速度不水平,使得小球的运动不是平抛运动,使得实验的误差增大,故B正确;建立坐标系时,因为实际的坐标原点为小球在末端时球心在白纸上的投影,以斜槽末端端口位置为坐标原点,使得测量误差增大,故C正确;根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远,可以减小偶然误差,故D错误。故选B、C。
