Question

19．如圖1所示，兩個(gè)完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上的不同高度處，軌道的末端水平，在它們相同位置上各安裝一個(gè)電磁鐵，兩個(gè)電磁鐵由同一個(gè)開關(guān)控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷電后，兩個(gè)小球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)．離開圓弧軌道后，A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球進(jìn)入一個(gè)光滑的水平軌道，則：
（1）B球進(jìn)入水平軌道后將做勻速運(yùn)動(dòng)；改變A軌道的高度，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，總能觀察到A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是A球的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)
（2）用頻閃照相機(jī)對(duì)準(zhǔn)方格背景照相，拍攝到了如圖2所示的照片，已知每個(gè)小方格邊長(zhǎng)10cm，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=10m/s²．
①若以拍攝的第一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右和豎直向下為正方向，則沒有被拍攝到的小球位置坐標(biāo)為（60cm，60cm）     
②小球平拋的初速度大小為3.35m/s．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中，小球A做平拋運(yùn)動(dòng)，B球做勻速運(yùn)動(dòng)，若兩小球相碰，則說明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速運(yùn)動(dòng)．
（2）①根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出第4個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)，結(jié)合水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)得出第4個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)．
②根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)，或者根據(jù)平拋過程中機(jī)械能守恒正確解答．

解答 解：（1）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(shí)滾離軌道并具有相同的速度．小球A做平拋運(yùn)動(dòng)，小球B做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩小球相遇時(shí)則說明小球平拋運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)同時(shí)改變兩小球滾下的高度時(shí)，仍能相碰，則說明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向總是勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）①因?yàn)樨Q直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，可知3、4兩點(diǎn)的豎直距離為3格，則第4個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)為60cm，水平方向上相等時(shí)間內(nèi)位移相等，可知第4個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為60cm．物體平拋運(yùn)動(dòng)因此有：
豎直方向：h=9L=$\frac{1}{2}$gt²，v_y=gt
水平方向：9L=v₀t
A到達(dá)p點(diǎn)的速度為：v=$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}{{+v}_{y}}^{2}}$
將L=5cm=0.05m代入，解得：v=3.35m/s
故答案為：（1）勻速直線，A球的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)（2）（60cm，60cm）；3.35m/s

點(diǎn)評(píng) 本題考查平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解．