Question

研究平拋運動時，我們用到如圖（1）的裝置，將兩個完全相同的斜槽固定在同一豎直面內(nèi)，它們的最下端水平．把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的頂點由靜止同時釋放，斜槽2的水平軌道末端與光滑水平面吻合．可以觀察到現(xiàn)象：

兩球在2的水平軌道上相碰

，這說明：

平拋運動的水平分運動是勻速直線運動

．同時我們還用到如圖（2）的裝置（裝置離地面足夠高），小球2與斜槽末端在同一水平線上．將小球1從任意高度釋放，當它到達斜槽末端時釋放小球2；再水平移動小球2，重復上述過程．可以觀察到現(xiàn)象：

兩次實驗中兩個小球都能在空中相碰

，這說明：

平拋運動的豎直分運動是自由落體運動

．本實驗的關(guān)鍵是如何確保小球1水平拋出時小球2能同時釋放，這就需要一個控制裝置．我們可以設(shè)置一個發(fā)射器（ 即一個光源），讓接收器接收它發(fā)出的光時去控制電磁鐵吸住小球2．當小球1從斜槽末端經(jīng)過時將發(fā)射器發(fā)出的光擋住，接收器未收到光信號就控制電磁停止工作，小球2落下．

Answer 1

分析：圖（1）中兩鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，球2離開斜面后做勻速直線運動，球1做平拋運動，通過觀察兩球是否發(fā)生碰撞，從而確定平拋在水平方向的運動性質(zhì)；圖（2）中球1與球2同時釋放，同時落地，由于球2做自由落體運動，球1做平拋運動，說明球1的豎直分運動與球2相同．

解答：解：圖（1）觀察到的實驗現(xiàn)象是球1將在水平軌道上擊中球2，可知平拋運動在水平方向的運動規(guī)律與球2的運動規(guī)律相同，知平拋運動在水平方向上的分運動是勻速直線運動．
圖（2）中球1與球2同時釋放，同時落地，時間相同；球1做平拋運動，球2做自由落體運動；將球1的運動沿水平方向和豎直方向正交分解，兩個分運動同時發(fā)生，具有等時性，因而球1的豎直分運動與球2時間相等，改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)兩個小球都能在空中相碰，說明了平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．
故答案為：兩球在2的水平軌道上相碰；平拋運動的水平分運動是勻速直線運動；兩次實驗中兩個小球都能在空中相碰；平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．

點評：本題研究平拋運動在水平方向和豎直方向兩個方向分運動的情況，采用比較法，考查對實驗原理和方法的理解能力．知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律．