Question

2．三個同學(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（1）所示的裝置．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A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明平拋運動豎直方向是自由落體運動．
（2）乙同學(xué)采用如圖（2）所示的裝置．兩個相同的弧形軌道M、N，兩小鐵球P、Q能以相同的初速度同時分別從軌道下端水平射出．實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是  實驗中只要P球能落到下面的軌道上，總能觀察到P球正好砸在Q球上．只改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運動水平方向總是勻速直線運動，
（3）丙同學(xué)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10cm，則由圖可求得拍攝時每0.1s曝光一次，該小球平拋的初速度大小為2m/s．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 探究平拋運動的規(guī)律中，實驗（1）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．實驗（2）同時讓P球做平拋運動，Q球做勻速運動．若兩小球相碰，則說明平拋運動水平方向是勻速運動．利用在相等的時間內(nèi)位移之差是恒定的，結(jié)合重力加速度可求出它們間的時間．再利用水平方向的位移結(jié)合時間可算出拋出的初速度．

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；
（2）讓兩小球從相同的弧形軌道上相同高度滾下，從而使兩小球同時滾離軌道并具有相同的速度．小球P做平拋運動，小球Q做勻速直線運動，當(dāng)兩小球相遇時則說明小球平拋運動水平方向是勻速直線運動．當(dāng)同時改變兩小球滾下的高度時，仍能相碰，則說明平拋運動水平方向總是勻速直線運動．
（3）平拋運動可看成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=gt²可得
           t=$\sqrt{\frac{（2-1）×0.1}{10}}$=0.1s
水平方向：由x=v₀t得：
   v₀=$\frac{2h}{t}$=$\frac{2×0.1}{0.1}$=2m/s
故答案為：（1）平拋運動在豎直方向上是自由落體運動；（2）平拋運動在水平方向上是勻速運動；（3）0.1；2．

點評 通過實驗探究出平拋運動處理的規(guī)律，并掌握了運動的合成與分解，同時運用運動學(xué)公式解題．本題值得注意的是1點的位置是否是拋出點．