Question

11．（1）某同學(xué)用如圖1所示的裝置，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：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，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，僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀(guān)察到相同的現(xiàn)象，這說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．

（2）某同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖所示的“小球做平拋運(yùn)動(dòng)”的閃光照片的一部分，圖2中每個(gè)背景方格的邊長(zhǎng)均4.90cm．那么拍攝照片時(shí)所用閃光頻率是10Hz，小球平拋的初速度為0.98m/s，小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速度為0.98$\sqrt{2}$m/s（g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 正確解答本題需要掌握：保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)必須通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，了解作圖法處理數(shù)據(jù)的注意事項(xiàng)，明確該實(shí)驗(yàn)的具體操作，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，熟練應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)中的基本規(guī)律來(lái)解決平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．
根據(jù)閃光的頻率知相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔．在豎直方向上根據(jù)△y=gT²，求出重力加速度．水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v=$\frac{x}{T}$，求出初速度．先求出b點(diǎn)在豎直方向上的速度，然后運(yùn)用平行四邊形定則，求出b的速度．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，P球從M點(diǎn)平拋，而Q球從N點(diǎn)在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，二者運(yùn)動(dòng)軌跡雖然不同，但是水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，因此P球會(huì)砸中Q球，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；
（2）L=4.90cm=0.049m．
在豎直方向上有：△y=2L=gT²，
解得T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.049}{9.8}}$=0.1s，
則閃光的頻率f=$\frac{1}{T}$=10Hz．
小球運(yùn)動(dòng)的水平分速度v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{2×0.049}{0.1}$=0.98m/s．
b點(diǎn)豎直分速度v_yb=$\frac{4L}{2T}$=$\frac{4×0.049}{0.2}$=0.98m/s，
根據(jù)平行四邊形定則知，v_b=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{yb}^{2}}$=0.98$\sqrt{2}$ m/s．
故答案為：（1）平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；（2）10，0.98，0.98$\sqrt{2}$．

點(diǎn)評(píng) 在實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)現(xiàn)讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵，同時(shí)讓學(xué)生知道描點(diǎn)法作圖線(xiàn)方法；解決平拋實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí)，要特別注意實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，注意運(yùn)動(dòng)學(xué)基本規(guī)律的應(yīng)用．
解決本題的關(guān)鍵掌握平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法，平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)．