Question

【題目】如圖甲所示是“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置，其中M為電磁鐵，S為輕質(zhì)開(kāi)關(guān)，E為電池，a、b是兩個(gè)相同的小鋼球。

（1）如圖甲所示，在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球a沿軌道滑下，離開(kāi)軌道末端（末端水平）時(shí)撞開(kāi)輕質(zhì)接觸式開(kāi)關(guān)S，此時(shí)被電磁鐵吸住的小球b同時(shí)自由下落。改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的a、b兩球總是同時(shí)落地。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了a球在離開(kāi)軌道后_____

A．水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)

B．水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)

C．豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)

D．兩小球落地速度的大小相同

（2）利用該實(shí)驗(yàn)裝置研究a小球平拋運(yùn)動(dòng)的速度，從斜槽同一位置釋放小球，實(shí)驗(yàn)得到小球運(yùn)動(dòng)軌跡中的三個(gè)點(diǎn)A、B、C，如圖乙所示。圖中O為坐標(biāo)原點(diǎn)，B點(diǎn)在兩坐標(biāo)線交點(diǎn)，坐標(biāo)xB＝40cm，yB＝20cm，A、C點(diǎn)位于所在小方格線的中點(diǎn)。則a小球水平飛出時(shí)的初速度大小為v0＝_____m/s；平拋小球在B點(diǎn)處的瞬時(shí)速度的大小vB＝_____m/s。（g＝10m/s2）

Answer 1

【答案】C 2 2

【解析】

（1）[1]球a與球b同時(shí)釋放，同時(shí)落地，時(shí)間相同；a球做平拋運(yùn)動(dòng)，b球做自由落體運(yùn)動(dòng)；將球a的運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向正交分解，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生，具有等時(shí)性，因而a球的豎直分運(yùn)動(dòng)與b球時(shí)間相等，改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的a、b兩個(gè)小球總是同時(shí)落地，說(shuō)明在任意時(shí)刻在兩球同一高度，即a球的豎直分運(yùn)動(dòng)與b球完全相同，說(shuō)明了平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)；故填C.

（2）[2]由題意可知，A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為20cm，縱坐標(biāo)為5cm，

C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為60cm，縱坐標(biāo)為45cm.

根據(jù)△y＝gT2，得：

Ts＝0.1s

則平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為：

v0m/s＝2m/s.

[3]B點(diǎn)豎直方向上的分速度為：

vym/s＝2m/s.

則B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：

vB2m/s.