Question

三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了探究平拋運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)：
（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置．用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地．改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明

平拋運(yùn)動在豎直方向上做自由落體運(yùn)動

．

（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置，兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看做與光滑的水平板相切，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在軌道末端的水平初速度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，使兩小球能以相同的初速度v₀同時(shí)分別從軌道M、N的末端射出．實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是

P、Q相碰

．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明

平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動

．
（3）丙同學(xué)采用頻閃照相法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運(yùn)動的照片，圖中每個(gè)小方格的邊長為L=5cm，則由圖可求得拍攝時(shí)每

0.1

 s曝光一次，該小球作平拋運(yùn)動的初速度為

1.5

m/s，以a點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖丙所示的坐標(biāo)，則該小球做平拋運(yùn)動的拋出點(diǎn)坐標(biāo)為x=

-15

cm，y=

-5

cm．（g取10m/s²）

Answer 1

分析：平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，結(jié)合豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時(shí)間間隔，結(jié)合水平位移求出初速度．根據(jù)豎直方向上某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出b點(diǎn)的豎直分速度，結(jié)合速度時(shí)間公式求出平拋運(yùn)動的時(shí)間，從而求出水平位移和豎直位移，確定出拋出點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)．

解答：解：（1）在甲圖中，A球做平拋運(yùn)動，B球做自由落體運(yùn)動，無論打擊的力度多大，兩球都同時(shí)落地，則A球豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律與B球相同，即平拋運(yùn)動在豎直方向上做自由落體運(yùn)動．
（2）在乙圖中，P球到達(dá)底端后做平拋運(yùn)動，Q球到達(dá)底端做勻速直線運(yùn)動，P、Q兩球?qū)⑾嘧玻�知P球水平方向上的運(yùn)動規(guī)律與Q球相同，即平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動．
（3）在豎直方向上，有：△y=2L=gT²，解得：T=

2L g

=

0.1 10

s=0.1s．
則平拋運(yùn)動的初速度為：v0=

3L

T

=

0.15

0.1

m/s=1.5m/s．
b點(diǎn)豎直方向上的分速度為：vyb=

yac

2T

=

8L

2T

=

0.4

0.2

m/s=2m/s．
則運(yùn)動到b點(diǎn)的時(shí)間為：t=

vyb

g

=

2

10

s=0.2s．
此時(shí)豎直方向上的位移為：yb=

1

2

gt2=

1

2

×10×0.04m=0.2m=20cm
水平位移為：x_b=v₀t=1.5×0.2m=0.3m=30cm．
則拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為：x=15-30cm=-15cm，y=15-20cm=-5cm．
故答案為：（1）平拋運(yùn)動在豎直方向上做自由落體運(yùn)動．
（2）P、Q相撞，平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動．
（3）0.1，1.5，-15，-5．

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