Question

【題目】某同學在物理課上開展了“探究平拋運動規律”的實驗探究。

(1)為確保小球的初速度沿水平方向的檢查方法是____________。

(2)為了繪制嚴格的鉛垂線，實驗前通常使用______來確定。

(3)下列做法中能夠減小實驗誤差的有______。

A．使用密度大、體積小的鋼球

B．盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦

C．實驗時，讓小球每次都從同一高度由靜止開始滾下

D．分析數據時，為了降低空氣阻力的影響選取離起始點近的點

(4)實驗開展前，該同學建立了如圖所示的直角坐標系，請指出：

①圖中明顯存在的錯誤：__________________。

②此錯誤可能導致其測量初速度時比真實值______（選填“偏小”、“偏大”或“不變”）。

(5)改正了(4)中的錯誤后，該同學重新實驗，得到了如圖所示的閃光照片的一部分，其中每個網格的邊長均為，那么該實驗使用的照相機的頻閃頻率為______。

(6)如圖所示，該同學改進裝置，重新設計了實驗，他將勁度系數為的彈簧固定在高度為的水平玻璃管內，用沾有墨水的剛性小球將彈簧壓縮長度后釋放，落到水平桌面的復寫紙上，若小球的重力為，忽略一切摩擦，請利用以上物理量估計復寫紙到玻璃管口的水平距離______。

Answer 1

【答案】將小球放置在槽口處軌道上，小球能保持靜止 重垂線 AC 坐標原點未與小球球心重合 偏大 10

【解析】

(1)[1]．當斜槽水平時小球受力平衡，放在槽口處保持靜止。

(2)[2]．實驗中通常使用重垂線確定豎直線。

(3)[3]．研究平拋運動時，鋼球體積越小，所受空氣阻力越小，使記錄小球通過的位置越準確，A正確；小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滾下，可保證小球的初速度不變，與鋼球和斜槽間的摩擦無關，B錯誤，C正確；選取的點距離原點過近會增大實驗誤差，D錯誤。故選AC。

(4)①[4]．描繪的小球的運動軌跡時描繪的是球心的位置，因此坐標原點應在平拋起點的球心位置，即坐標原點應該是小球在槽口時球心在白紙上的水平投影點。

②[5]．由運動學公式得

解得

因為坐標原點偏小，那么測量的值偏小，因此偏大。

(5)[6]．因為，所以，那么

又因為，聯立解得

(6)[7]．初始時彈簧壓縮具有的彈性勢能為

設小球彈出的初速度為，則彈出時的動能

由機械能守恒得

由運動學方程得

聯立解得