Question

在“研究平拋物體的運動”的實驗中：
（1）為使小球水平拋出，必須調整斜槽，使其末端的切線成水平方向，檢查方法是_________________________________________________________________________
（2）驗證實驗得到的軌跡是否準確的一般方法是：如下圖(a)所示，在水平方向從平拋起點處取兩段連續相等的位移與曲線交于兩點，作水平線交于y軸，則y₁與y₂之比為___________.

（3）某同學建立的直角坐標系如下圖（b）所示，實驗裝置的安裝準確無誤，實驗操作中有一處失誤，其余操作正確，請指出該處的失誤。________________________________ 
 
（4）該同學在軌跡上任取一點M，測得坐標為（a,b），運用平拋運動原理計算得到的平拋初速度值與其真實值相比________(選填“偏大”、“相等”或“偏小”)．
（5）下列哪些因素會使實驗的誤差增大               
A．小球與斜槽之間有摩擦
B．安裝斜槽時其末端不水平
C．根據曲線計算平拋運動的初速度時，在曲線上取作計算的點離O點較遠

Answer 1

（1）將小球放于斜槽末端，能處于靜止狀態 （2）1：3（3） 坐標原點的選取錯誤
（4）偏大（5）B

試題分析：（1）要保證小球從斜槽末端飛出時的速度方向是水平方向，就要使斜槽末端的切線沿水平方向，根據共點力的平衡，小球在斜槽的末端受重力和支持力，若能平衡，則小球不會滾動；所以檢查斜槽末端切線水平的方法是置一小球于斜槽末端，若小球不滾動則表示末端是水平．
（2）平拋運動水平方向勻速直線運動，因此在水平方向從起點處取兩段連續相等的位移，對應的時間是相同的；豎直方向自由落體運動，自開始連續相當時間的內位移之比為：
（3）小球作平拋運動時，平拋的起點應該在球心處，故其失誤是：平拋的起點應該為小球在槽口時球心在木板上的水平投影點．
（4）測量值就是按從O點開始的，故有：     ①  ②
由①②解得：．
設小球的半徑為d，則實際平拋的起點在O點上方d處，則有：    ③   ④
聯立③④得：，故比真實值偏大，
（5）只要小球從同一高度、無初速開始運動，在相同的情形下，即使球與槽之間存在摩擦力，仍能保證球做平拋運動的初速度相同，對實驗沒有影響，故A錯誤；當斜槽末端切線沒有調整水平時，小球脫離槽口后并非做平拋運動，故B正確；在曲線上找一點，利用水平位移與豎直位移來求出拋出速度，但要求位移大小盡量大點兒．因此D會減小實驗誤差的，所以C錯誤
故選B；
點評：熟練掌握平拋運動的特點、規律是解決平拋運動知識的關鍵，尤其是勻變速直線運動規律與推論的應用．