Question

12．三個同學(xué)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(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B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘擊打的力度，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方向的分運動是自由落體運動．
（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置，兩個相同的末端水平的斜槽軌道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(diào)，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，使兩小鐵球能以相同的初速度同時從軌道M、N的下端A、B水平射出，實驗中能觀察到的現(xiàn)象是兩球?qū)⑾嗯觯�若僅改變軌道M的高度（兩軌道仍然保持平行），重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這是因為平拋運動水平方向的分運動是勻速運動．
（3）丙同學(xué)采用頻閃照相法拍攝到如圖丙所示的“小球做平拋運動”的照片，圖丙中每個小方格代表的正方形邊長L=1.25cm．由圖丙可求得拍攝時曝光時間間隔t=0.05s，該小球平拋運動的初速度大小v₀=0.5m/s（取g=10m/s²）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)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(jù)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(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，結(jié)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球沿水平方向彈出，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?qū)⑾嗯�，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(jù)△y=2L=gT²得，T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×1.25×1{0}^{-2}}{10}}s=0.05s$，則初速度${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{2×1.25×1{0}^{-2}}{0.05}m/s=0.5m/s$．
故答案為：（1）平拋運動的豎直方向的分運動是自由落體運動　
（2）兩球?qū)⑾嗯觯�平拋運動水平方向的分運動是勻速運動　
（3）0.05，0.5

點評 解決本題的關(guān)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(jié)合運動學(xué)公式，抓住等時性進行求解．