Question

7．三個同學根據(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（1）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，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明平拋運動在豎直方向為自由落體運動；
（2）乙同學采用如圖（2）所示的裝置．兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v₀相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的下端射出．實驗可觀察到的現(xiàn)象應是P球落地時剛好和Q球相遇．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運動在水平方向為勻速直線運動．
（3）丙同學采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖（3）所示的“小球做平拋運動”的照片．圖中每個小方格的邊長為10cm，則由圖可求得拍攝時每0.1 s曝光一次，該小球運動到圖中位置2時速度大小為2 m/s（g取10m/s²）．

Answer 1

分析 （1）抓住兩球同時落地，得出豎直方向上的運動規(guī)律相同，從而得出平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律．
（2）平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，由此可得出觀察到的現(xiàn)象．
（3）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，根據(jù)水平方向勻速運動可以求出平拋物體的初速度大�。�

解答 解：（1）因為A、B兩球始終同時落地，知A球在豎直方向上的運動規(guī)律與B球的運動規(guī)律相同，即平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動．
（2）兩小鐵球P、Q能以相同的初速度同時分別從軌道下端水平射出，小球P做平拋運動，小球Q在水平方向做勻速直線運動，可以看到：P球落地時剛好和Q球相遇；當同時改變兩小球滾下的高度時，相同現(xiàn)象是：仍能相碰；
因此這說明：初速度相同時，平拋運動在水平方向的運動規(guī)律與勻速運動規(guī)律相同，即：說明平拋運動在水平方向做勻速直線運動．
（3）根據(jù)平拋運動豎直方向運動特點△y=L=gT²得：
T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{L}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$=0.1s
小球水平方向勻速運動，因此有：
v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{2×0.1}{0.1}$=2m/s
故答案為：（1）自由落體運動；
（2）P球落地時剛好和Q球相遇，勻速直線運動；
（3）0.1，2．

點評 該實驗設計的巧妙，有創(chuàng)新性，使復雜問題變得更直觀，因此在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要重視學生對實驗的創(chuàng)新，同時要加強對平拋運動規(guī)律的理解和應用．