Question

三個同學根據(jù)不同的實驗條件，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：
（1）甲同學采用如圖所示的裝置，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，使A球被彈出時的速度不同，兩球仍然同時落地，這說明

平拋運動的豎直分運動是自由落體運動

．

（2）乙同學采用如圖乙所示的裝置，兩個相同的斜槽軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D．斜槽軌道M到水平板的高度可調，但兩軌道始終保持平行，因此小鐵球P、Q在軌道出口處的水平速度v₀總是相等的．現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后同時切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的下端A、B射出，實驗觀察到的現(xiàn)象應是

兩球在水平面上碰撞

．若僅改變軌道M的高度（兩軌道仍然保持平行），重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這是因為

平拋運動的水平分運動是勻速直線運動

．
（3）丙同學采用頻閃攝影法拍攝到如圖丙所示的“小球做平拋運動”的照片，圖中每個小方格代表的實際邊長為L=2.5cm．由圖可求得拍攝時每間隔時間T=

0.05

s曝光一次，該小球平拋的初速度大小為

1.0

m/s（取g=10m/s²）．

Answer 1

分析：（1）探究平拋運動的規(guī)律中，實驗甲同時讓A球做平拋運動，B球做自由落體運動．若兩小球同時落地，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動．
（2）實驗乙同時讓P球做平拋運動，Q球做勻速運動．若兩小球相碰，則說明平拋運動水平方向是勻速運動．
（3）用頻閃照相儀得到的圖片，它們間的時間是相等，因此利用在相等的時間內位移之差是恒定的，結合重力加速度可求出它們間的時間．再利用水平方向的位移結合時間可算出拋出速度．

解答：解：（1）在打擊金屬片時，兩小球同時做平拋運動與自由落體運動．結果同時落地，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動．
（2）讓兩小球從相同的弧形軌道上相同高度滾下，從而使兩小球同時滾離軌道并具有相同的速度．小球P做平拋運動，小球Q做勻速直線運動，當兩小球相遇時則說明小球平拋運動水平方向是勻速直線運動．當同時改變兩小球滾下的高度時，仍能相碰，則說明平拋運動水平方向總是勻速直線運動．
（3）平拋運動可看成豎直方向自由落體運動與水平方向勻速直線運動；
在豎直方向：由△h=gt²可得：
  t=

L g

=0.05s
水平方向：由x=v₀t得：
   v₀=

2L

t

=1.0m/s
故答案為：（1）平拋運動的豎直分運動是自由落體運動；（2）兩球在水平面上碰撞，平拋運動的水平分運動是勻速直線運動；（3）0.05，1.0．

點評：通過實驗探究出平拋運動處理的規(guī)律，并掌握了運動的合成與分解，同時運用運動學公式解題，是考查分析實驗與應用規(guī)律的好題．