Question

I某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点（轨迹已擦去），已知小方格纸的边长L=2.5cm，g取10m/s²，请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：
（1）小球从a→b，b→c，c→d所经历的时间是

 

s；
（2）小球平抛运动的初速度v₀=

 

m/s．
II（6分）一同学用如图2所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验：小车搁置在水平放置的长木板上，纸带连接车尾并穿过打点计时器，用来测定小车的加速度a，小桶通过细线对小车施拉力F．在保持小车质量不变的情况下，改变对小车拉力F的大小，测得小车所受拉力F和加速度a的数据如下表：

F/N	0.21	0.30	0.40	0.49	0.60
a（ms-2）	0.10	0.21	0.29	0.41	0.49

（1）根据测得的数据，在图中作出a-F图象．

（2）由图象可知，小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为

 

N．
（3）若要使作出的a-F图线过坐标原点，需要调整实验装置，可采取以下措施中的

 

A．增加小车的质量
B．减小小车的质量
C．适当垫高长木板的右端
D．适当增加小桶内砝码质量．

Answer 1

分析：I、（1）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，水平方向上做匀速直线运动，根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔．
（2）根据水平位移和时间间隔求出初速度．
II、（1）采用描点法作图．
（2）当拉力大于等于最大静摩擦时，物体开始运动；
（3）要使a-F图线过坐标原点即绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故需要平衡摩擦力，其方法是适当垫高长木板的右端．

解答：解：I、（1）设小球从a→b，b→c，c→d所经历的时间是T，小球竖直方向做自由落体运动，则有：
△y=L=gT²
得，T=

L g

=

2.5×10-2 10

s=0.05s．
（2）初速度 v0=

2L

T

=

2×2.5×10-2

0.05

m/s=1m/s．
II、（1）在a-F图象中根据所给的数据描点．用一条直线连接这些点（连接时要让尽可能多得点落在直线上，让其它的点尽可能分布在直线的两侧）．作出a-F图象如图所示．
（2）当拉力大于等于最大静摩擦时，物体开始运动，由上问所得a-F图象可知当拉力等于0.10N时物体开始运动，故最大静摩擦力为0.1N．
（3）若要使作出的a-F图线过坐标原点即绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故需要平衡摩擦力，其方法是适当垫高长木板的右端．故C正确．
故选：C．
故答案为：
I．（1）0.05s；
（2）1m/s．
II0（1）根据测得的数据，在图中作出a-F图象见上．
（2）0.1．
（3）C．

点评：解决第1题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解．
第2题只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．