Question

15．兩個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進(jìn)行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：

甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置．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，這說明平拋運動的豎直分運動是自由落體運動
乙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝“小球做平拋運動”的照片，如圖乙是照片的一部分．已知圖中小方格的邊長L=10cm，則小球平拋初速度的表達(dá)式為v₀=$2\sqrt{gL}$（用L、g表示），其值是2m/s（取g=10m/s²），小球在2位置時的速率2.5m/s．

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）平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動，在豎直方向上應(yīng)用勻變速運動的推論可以求出頻閃照相的時間間隔，由勻速運動的速度公式可以求出小球的初速度；由勻變速運動的推論可以求出瞬時速度，然后求出小球的速度．

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(jié)果同時落地，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動．
故答案為：平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．
（2）平拋運動可分解為：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=L=gT²可得：
T=$\sqrt{\frac{L}{g}}=\sqrt{\frac{0.1}{10}}=0.1s$
小球的初速度：
v₀=$\frac{x}{t}=\frac{2L}{T}=2\sqrt{gL}$
代入數(shù)據(jù)得：v₀=2.0m/s
在豎直方向上：
v_y2=$\frac{{h}_{13}}{t}=\frac{0.3}{0.2}=1.5m/s$
小球經(jīng)過b點時的速度大小：
v₂=$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{y2}}^{2}}=2.5m/s$
故答案為：（1）平拋運動的豎直分運動是自由落體運動；（2）$2\sqrt{gL}$；2m/s，2.5m/s

點評 對于平拋運動問題，一定明確其水平和豎直方向運動特點，尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律和推論解題，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．