Question

如圖甲所示是某種“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置
（1）當(dāng)a小球從斜槽末端水平飛出時(shí)與b小球離地面的高度均為H，此瞬間電路斷開，電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時(shí)落地．該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明

BCD

．
（A）兩小球落地速度的大小相同
（B）兩小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
（C）a球在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)與b球的運(yùn)動(dòng)相同
（D）兩小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直方向的加速度相等
（2）利用該實(shí)驗(yàn)裝置研究a小球平拋運(yùn)動(dòng)的速度，從斜槽同一位置釋放小球，實(shí)驗(yàn)得到小球運(yùn)動(dòng)軌跡中的三個(gè)點(diǎn)A、B、C，如圖乙所示．圖中O為坐標(biāo)原點(diǎn)，B點(diǎn)在兩坐標(biāo)線交點(diǎn)，坐標(biāo)x_B=40cm，y_B=20cm，A、C點(diǎn)均在坐標(biāo)線的中點(diǎn)．則a小球在B點(diǎn)處的瞬時(shí)速度的大小v_B=

2.83

m/s．

Answer 1

分析：（1）a球做平拋運(yùn)動(dòng)，b球做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落地，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，可知a球在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)．
（2）通過圖象知，AB、BC的水平位移相等，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間間隔相等，根據(jù)豎直方向上在相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，求出時(shí)間間隔，再根據(jù)水平方向上勻速直線運(yùn)動(dòng)求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．求出AC段豎直方向上的平均速度，該平均速度等于B點(diǎn)豎直方向上的瞬時(shí)速度，根據(jù)平行四邊形定則求出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度．

解答：解：（1）當(dāng)a小球從斜槽末端水平飛出時(shí)與b小球離地面的高度均為H，此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時(shí)落地，知運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，a球在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)與b小球的運(yùn)動(dòng)相同．故選BCD．
（2）A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為20cm，縱坐標(biāo)為5cm，C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為60cm，縱坐標(biāo)為45cm．根據(jù)△y=gT²得，T=

△y g

=

0.1 10

s=0.1s
則平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0=

x

T

=2m/s．B點(diǎn)豎直方向上的分速度vy=

0.4

0.2

m/s=2m/s．則B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB=

v02+vy2

≈2.83m/s．
故答案為：（1）BCD  （2）2.83

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握平拋運(yùn)動(dòng)水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解．