Question

12．某物理興趣小組在探究平拋運動的規(guī)律實驗時，將小球做平拋運動，用頻閃照相機對準(zhǔn)方格背景照相，拍攝到了如下圖所示的照片，已知每個小方格邊長10cm，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=10m/s²．
（1）若以拍攝的第一點為坐標(biāo)原點，水平向右和豎直向下為正方向，則沒有被拍攝到的小球位置坐標(biāo)為（60cm，60cm）．
（2）小球平拋的初速度大小為2m/s
（3）小球在2位置的速度大小為2.5m/s．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，豎直方向上做自由落體運動，抓住豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，水平方向上相等時間內(nèi)的位移相等確定沒有拍攝到的小球位置坐標(biāo)．
（2）根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結(jié)合水平位移和時間間隔求出小球平拋運動的初速度．
（3）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出2位置的豎直分速度，結(jié)合平行四邊形定則求出小球在2位置的速度大�。�

解答 解：（1）小球在水平方向上做勻速直線運動，相等時間內(nèi)水平位移相等，可知沒有拍攝到的小球位置的橫坐標(biāo)x=20×3cm=60cm，豎直方向上做自由落體運動，連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，可知沒有拍攝到的小球位置與位置3間有3格，則該位置的縱坐標(biāo)y=6×10cm=60cm．
（2）在豎直方向上，根據(jù)△y=L=gT²得，T=$\sqrt{\frac{L}{g}}=\sqrt{\frac{0.1}{10}}s=0.1s$，則小球平拋運動的初速度${v}_{0}=\frac{2L}{T}=\frac{0.2}{0.1}m/s=2m/s$．
（3）小球在位置2的豎直分速度${v}_{y2}=\frac{3L}{2T}=\frac{3×0.1}{0.2}m/s=1.5m/s$，根據(jù)平行四邊形定則知，小球在位置2的速度大小${v}_{2}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{y2}}^{2}}=\sqrt{4+2.25}$m/s=2.5m/s．
故答案為：（1）（60cm，60cm），（2）2m/s，（3）2.5m/s．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學(xué)公式和推論靈活求解，難度不大．