Question

18．三個同學根據不同的實驗條件，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，這說明平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．
（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．實驗可觀察到的現象應是PQ兩球將相碰．僅僅改變弧形軌道M的高度（保持AC不變），重復上述實驗，仍能觀察到相同的現象，這說明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1.25cm，則由圖可求得拍攝時每0.035s曝光一次，該小球平拋的初速度大小為0.7m/s．

Answer 1

分析 （1）根據A球的豎直分運動與B球的運動相同得出平拋運動豎直分運動是自由落體運動．
（2）根據P球水平方向上的分運動與Q球相同，得出平拋運動水平分運動是勻速直線運動．
（3）根據豎直方向上連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結合水平位移和時間間隔求出平拋運動的初速度．

解答 解：（1）金屬片把A球沿水品方向彈出，同時B球被松開自由下落，兩球同時落地，改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，知A球豎直方向上的運動規(guī)律與B球相同，即平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．
（2）兩小球能以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的末端射出．實驗可觀察到兩球將相碰，知P球水平方向上的運動規(guī)律與Q球相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．
（3）在豎直方向上，根據△y=L=gT²得：T=$\sqrt{\frac{L}{g}}$=$\sqrt{\frac{1.25×1{0}^{-2}}{10}}s≈0.035s$，
平拋運動的初速度為：${v}_{0}=\frac{2L}{T}=\frac{2×1.25×1{0}^{-2}}{0.035}≈0.7m/s$．
故答案為：（1）平拋運動的豎直分運動是自由落體運動
（2）PQ兩球將相碰，平拋運動的水平分運動是勻速直線運動
（3）0.035，0.7．

點評 解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結合運動學公式，抓住等時性進行求解．