Question

7．三個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進(jìn)行了探究平拋運(yùn)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，改變小錘打擊的力度，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(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)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的末端可看作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在軌道出口處的水平初速度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球擊中Q球．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動
（3）丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運(yùn)動的照片，每小格的邊長L=5cm，通過實驗，記錄了小球在運(yùn)動途中的三個位置，則該小球做平拋運(yùn)動的初速度為1.5m/s；運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度為2.5m/s．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）抓住兩球同時落地，得出豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律相同，從而得出平拋運(yùn)動在豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律．
（2）平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)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(yùn)動可以求出平拋物體的初速度大�。�

解答 解：（1）因為A、B兩球始終同時落地，知A球在豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律與B球的運(yùn)動規(guī)律相同，即平拋運(yùn)動在豎直方向上的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動．
（2）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，小球P做平拋運(yùn)動，小球Q在水平方向做勻速直線運(yùn)動，可以看到：P球落地時剛好和Q球相遇；當(dāng)同時改變兩小球滾下的高度時，仍能相碰，這說明：初速度相同時，平拋運(yùn)動在水平方向的運(yùn)動規(guī)律與勻速運(yùn)動規(guī)律相同，即：說明平拋運(yùn)動在水平方向做勻速直線運(yùn)動．
（3）根據(jù)平拋運(yùn)動豎直方向運(yùn)動特點(diǎn)△y=L=gT²得：
T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$s=0.1s
小球水平方向勻速運(yùn)動，因此有：
v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{3×0.05}{0.1}$=1.5m/s
根據(jù)中時刻速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，v_By=$\frac{8×0.05}{0.2}$=2m/s
運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度為v_B=$\sqrt{1．{5}^{2}+{2}^{2}}$=2.5m/s；
故答案為：（1）平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動；
（2）P球擊中Q球，平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動；
（3）1.5，2.5．

點(diǎn)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(yùn)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(qiáng)對平拋運(yùn)動規(guī)律的理解和應(yīng)用．