Question

5．三個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進(jìn)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，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明平拋運動的豎直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，兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看做與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道末端的水平初速度v₀相等．現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使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．實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是P、Q兩球?qū)⑾嘧玻畠H僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明兩球相撞平拋運動的水平分運動是勻速直線運動．
（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，圖中每個小方格的邊長為L=1.25cm，則由圖可求得拍攝時每0.035s曝光一次，該小球做平拋運動的初速度大小為0.71m/s．（g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 （1）抓住兩球同時落地，得出豎直方向上的運動規(guī)律相同，從而得出平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律．
（2）平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，由此可得出觀察到的現(xiàn)象．
（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，根據(jù)水平方向勻速運動可以求出平拋物體的初速度大�。�

解答 解：（1）在甲圖中，A球做平拋運動，B球做自由落體運動，無論打擊的力度多大，兩球都同時落地，則A球豎直方向上的運動規(guī)律與B球相同，即平拋運動在豎直方向上做自由落體運動．
（2）在乙圖中，P球到達(dá)底端后做平拋運動，Q球到達(dá)底端做勻速直線運動，P、Q兩球?qū)⑾嘧�，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，有：△y=L=gT²，解得：T=$\sqrt{\frac{L}{g}}=\sqrt{\frac{0.0125}{9.8}}=0.035s$．
則平拋運動的初速度為：${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{2×0.0125}{0.035}=0.71m/s$．
故答案為：（1）平拋運動的豎直分運動是自由落體運動；（2）P、Q兩球?qū)⑾嘧玻粌汕蛳嘧财綊佭\動的水平分運動是勻速直線運動；（3）0.035；0.71

點評 該實驗設(shè)計的巧妙，有創(chuàng)新性，使復(fù)雜問題變得更直觀，因此在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要重視學(xué)生對實驗的創(chuàng)新，同時要加強對平拋運動規(guī)律的理解和應(yīng)用．