问题 填空题

试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法.提供实验器材:弹射器(含弹丸,如图);铁架台(带有夹具);刻度尺.

(1)在安装弹射器时应注意:______

(2)实验中需要测量的量______.

(3)由于弹射器每次射出的弹丸初速不可能完全相等,在实验中应采取的方法是______

(4)计算初速度的公式;______

(5)在本实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm,若小球在平抛运动途中的各个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度为v0=______m/s; b点的速度为vb=______m/s.(g=9.8m/s2

答案

本题小球被抛出后应做平抛运动才能测定小球的初速度,故小球飞出时的速度应为水平,即弹射器末端应保持水平;为了计算出末速度,需要小球下落的高度及水平的位移;注意在测量水平分位移时,应取多次弹射的中心,则:

(1)在安装弹射器时应注意:弹射器必须保持水平,以保证弹丸初速度沿水平方向;

(2)弹丸抛出点的高度为h,水平射程为x,弹丸做平抛运动x=v0t;y=

1
2
gt2

联立解得其计算公式为:v0=

gx2
2y

故实验中需要测量的量为:水平位移x,竖直位移y.

(3)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的方法是:

在不改变高度y的情况下,进行多次实验,测量水平射程x,得出水平射程x的平均值,以减小误差.

(4)由(2)可知:v0=

gx2
2y

(5)小球竖直方向做自由落体运动,因此有:

L=△h=gt2

2L=x=v0t

联立解得:v0=0.7m/s,

根据匀速运动规律可知:

vby=

4L
2t

vb=

v20
+
v2by

联立解得:vb=0.875m/s.

故答案为:(1)弹射器必须水平放置;(2)水平位移x,竖直位移y;(3)多次测量求平均值;(4)v0=

gx2
2y
;(5)0.7,0.875.

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