Question

13．（1）在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪平拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡和求物體的平拋初速度．實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：
①讓小球多次從同一位置上滾下，記下小球穿過卡片孔的一系列位置；
②安裝好器材，注意斜槽末端水平和平板豎直，記下斜槽末端O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線，檢測斜槽末端水平的方法是將小球放在水平槽末端中若能靜止則可認(rèn)為水平．
③測出曲線上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y，用v₀=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$算出該小球的平拋初速度，實(shí)驗(yàn)需要對(duì)多個(gè)點(diǎn)求v₀的值，然后求它們的平均值．
④取下白紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線為軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡．
上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是②、①、④、③（只排列序號(hào)即可）．
（2）二個(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(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：

①甲同學(xué)采用如圖（1）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(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)．
②乙同學(xué)采用如圖（2）所示的裝置．兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；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，使兩小鐵球能以相同的初速度v₀同時(shí)分別從軌道M、N的下端射出．實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是兩球PQ將相碰．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）小球每次從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下，保證小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同；斜槽的末端切線水平，保證初速度水平，做平拋運(yùn)動(dòng)．根據(jù)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，已知x、y，根據(jù)y求出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，從而求出水平分速度；
（2）探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律中，實(shí)驗(yàn)甲同時(shí)讓A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球做自由落體運(yùn)動(dòng)．若兩小球同時(shí)落地，則說明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)．
實(shí)驗(yàn)乙同時(shí)讓P球做平拋運(yùn)動(dòng)，Q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)．

解答 解：（1）①、讓小球從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下，保證小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同．
②．檢驗(yàn)斜槽末端水平的方法有多種，如用水平儀或者將小球放在斜槽末端看其是否滾動(dòng)，若不滾動(dòng)，則斜槽末端水平，
③、根據(jù)y=$\frac{1}{2}$gt²得：t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}$，則水平初速度為：v₀=$\frac{x}{t}$=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$，
實(shí)驗(yàn)時(shí)先安裝器材，然后做實(shí)驗(yàn)，最后處理數(shù)據(jù)，屬于實(shí)驗(yàn)步驟合理順序是：②、①、④、③．
（2）在打擊金屬片時(shí)，兩小球同時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)．結(jié)果同時(shí)落地，則說明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)．
故答案為：平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)．
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P做平拋運(yùn)動(dòng)，小球Q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)．
故答案為：（1）①同一，②將小球放在水平槽末端中若能靜止則可認(rèn)為水平，③x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$；
②、①、④、③；
（2）①平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)；
②兩球PQ將相碰，平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)要掌握實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)原理．平拋運(yùn)動(dòng)分解為：水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)；
通過實(shí)驗(yàn)探究出平拋運(yùn)動(dòng)處理的規(guī)律，并掌握了運(yùn)動(dòng)的合成與分解，同時(shí)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題，難度適中．