Question

15．兩個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：

甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置．用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動
乙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝“小球做平拋運(yùn)動”的照片，如圖乙是照片的一部分．已知圖中小方格的邊長L=10cm，則小球平拋初速度的表達(dá)式為v₀=$2\sqrt{gL}$（用L、g表示），其值是2m/s（取g=10m/s²），小球在2位置時(shí)的速率2.5m/s．

Answer 1

分析 （1）探究平拋運(yùn)動的規(guī)律中，實(shí)驗(yàn)甲同時(shí)讓A球做平拋運(yùn)動，B球做自由落體運(yùn)動．若兩小球同時(shí)落地，則說明平拋運(yùn)動豎直方向是自由落體運(yùn)動．
（2）平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動與豎直方向的自由落體運(yùn)動，在豎直方向上應(yīng)用勻變速運(yùn)動的推論可以求出頻閃照相的時(shí)間間隔，由勻速運(yùn)動的速度公式可以求出小球的初速度；由勻變速運(yùn)動的推論可以求出瞬時(shí)速度，然后求出小球的速度．

解答 解：（1）在打擊金屬片時(shí)，兩小球同時(shí)做平拋運(yùn)動與自由落體運(yùn)動．結(jié)果同時(shí)落地，則說明平拋運(yùn)動豎直方向是自由落體運(yùn)動．
故答案為：平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動．
（2）平拋運(yùn)動可分解為：豎直方向自由落體運(yùn)動與水平方向勻速直線運(yùn)動；
在豎直方向：由△h=L=gT²可得：
T=$\sqrt{\frac{L}{g}}=\sqrt{\frac{0.1}{10}}=0.1s$
小球的初速度：
v₀=$\frac{x}{t}=\frac{2L}{T}=2\sqrt{gL}$
代入數(shù)據(jù)得：v₀=2.0m/s
在豎直方向上：
v_y2=$\frac{{h}_{13}}{t}=\frac{0.3}{0.2}=1.5m/s$
小球經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)的速度大�。�
v₂=$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{y2}}^{2}}=2.5m/s$
故答案為：（1）平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動；（2）$2\sqrt{gL}$；2m/s，2.5m/s

點(diǎn)評 對于平拋運(yùn)動問題，一定明確其水平和豎直方向運(yùn)動特點(diǎn)，尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律和推論解題，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．