Question

（1）如圖（a）所示的實驗裝置：小球A沿豎直平面內(nèi)的軌道滑下，軌道末端水平，A離開軌道末端時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時從同一高度自由下落．改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的小球A、B總是同時落地，該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后

豎直分運動是自由落體運動

．
（2）在某次實驗中，測得小球A的平拋運動軌跡如圖（b）所示，已知O點是小球做平拋運動的拋出點，x₁=42cm，y₁=19.6cm，y₂=44.1cm，可計算出x₂=

63

cm．

Answer 1

分析：（1）球A與球B同時釋放，同時落地，由于B球做自由落體運動，A球做平拋運動，說明A球的豎直分運動與B球相同．
（2）根據(jù)平拋運動水平方向做勻速運動，豎直方向做自由落體運動，列出位移方程聯(lián)立即可求解．

解答：解：（1）球A與球B同時釋放，同時落地，時間相同；
A球做平拋運動，B球做自由落體運動；
將球A的運動沿水平方向和豎直方向正交分解，兩個分運動同時發(fā)生，具有等時性，因而A球的豎直分運動與B球時間相等，改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩個小球總是同時落地，說明在任意時刻在兩球同一高度，即A球的豎直分運動與B球完全相同，說明A球在離開軌道后豎直分運動是自由落體運動；
（2）根據(jù)平拋運動的基本規(guī)律得：
y=

1

2

gt²
x=v₀t
帶入數(shù)據(jù)得：
0.196=

1

2

gt12
解得：t₁=0.2s
0.42=v₀t₁
解得：v₀=2.1m/s
0.441=

1

2

gt22
解得：t₂=0.3s
所以x₂=v₀t₂=2.1×0.3m=0.63m=63cm
故答案為：（1）在豎直方向上做自由落體運動
（2）63cm

點評：本題關(guān)鍵將平拋運動正交分解后抓住題中的“改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩個小球總是同時落地”，得出A球的豎直分運動與B球的運動相同．