如图所示,研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板高度不变。改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度、飞行时间t和水平位移d,记录在表中。
0.741 | 1.034 | 1.318 | 1.584 | |
t/ms | 292.7 | 293.0 | 292.8 | 292.9 |
d/cm | 21.7 | 30.3 | 38.6 | 46.4 |
(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移d与其初速度成_______关系。
(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值,发现理论值与测量值之差约为3 ms。经检查,实验及测量无误,其原因是__________。
(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后,重新做了这个实验,竟发现测量值依然大于自己得到的理论值,但二者之差在3~7 ms,且初速度越大差值越小。对实验装置的安装进行检查,确认斜槽槽口与底座均水平,则导致偏差的原因是__________。
“研究平抛运动”实验中,A实验小组选用如图1实验装置,她们让钢球从斜槽固定位置滚下从槽的末端飞出做平抛运动,用铅笔描出小球经过的位置,通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球经过的多个位置,得到钢球平抛运动的轨迹,并利用轨迹求出钢球平抛运动的初速度.
①除图中所给的实验器材外,完成本实验还需要的测量工具是_____
②为保证钢球飞出后做平抛运动,斜槽末端必须水平.请简要说明,在实验操作中你是如何检测斜槽末端是否水平的._____
③如图2所示,在实验中记下钢球的平抛初位置O点,用悬挂的重锤确定竖直线.取下白纸以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹.如果平抛运动的轨迹是一条抛物线,那么轨迹上任意一点的y坐标与x坐标理论上应满足y=ax2,若设初速度为v0,重力加速度为g,关系式中的a应等于_________:
A. B. C. D.
④B实验小组为了更方便研究平抛运动,他们在实验中用频闪光源代替钢球,频闪光源的频率为50Hz,抛出后经过画布时在上面留下了一串反映平抛运动轨迹的点迹(如图3).将点迹拍照后用软件分析可得到各点的坐标.下图中M1、M2、M3是频闪光源平抛运动过程中在画布上留下的三个连续点迹,M1、M2、M3的坐标见表格,通过计算可得频闪光源平抛运动的初速度为_____m/s,当地的重力加速度为_____m/s2
| M1 | M2 | M3 |
x/cm | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
y/cm | 0.40 | 1.19 | 2.37 |
⑤该组同学在老师的启发下想进一步探究做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动,利用④中的实验装置完成实验并测量相关数据,通过计算机绘出如图4所示的Vy﹣t图象,并拟合出表达式,图中Vy为频闪光源平抛运动竖直方向的分速度.他们通过分析图象和表达式可以得出的结论是_____.
A.斜槽末端可能不水平
B.频闪光源与斜槽之间存在摩擦
C.频闪光源在水平方向上做匀速直线运动
D.频闪光源在竖直方向上做匀加速直线运动
在做“研究平抛运动”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,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;将木板向远离槽口的方向平移距离x,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;将木板再向远离槽口的方向平移距离x,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=10.00 cm,A、B间距离y1=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm.请回答以下问题(g=9.80 m/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?_____________.
(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)小球初速度的值为v0=________m/s.
某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹,a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。则
(1)小球平抛的初速度为________m/s。(g=10 m/s2)
(2)小球在b点瞬时速度vb=________m/s。
为了研究平抛运动分运动的性质,用如图所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开下落.关于该实验,下列说法中正确的有( )
A.两球的质量必须要相等
B.如果两球同时落地,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
C.控制小锤打击力度来改变平抛初速度多次实验,可以验证分运动的独立性
D.该实验也能研究平抛运动的水平分运动性质
在做“研究平抛物体的运动”实验中,为测量物体做平抛运动的初速度,需要测量的物理量有( )
A.小球的质量
B.小球的释放点到斜槽末端的竖直高度
C.运动轨迹上某点到原点的距离
D.运动轨迹上某点到原点的水平距离和竖直距离