Question

19．在研究平拋運動時，我們做了兩點猜想：
①平拋的水平分運動是勻速直線運動； ②平拋的豎直分運動是自由落體運動．
（1）為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動，用如圖a所示的裝置進行試驗，小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開，自由下落，關于該實驗，下列說法中正確的是C
A．實驗中兩球的質量必須相等    B．兩球落地時速度大小相等
C．兩球應同時落地      D．實驗也能說明兩球在相等內速度的變化相等

（2）為了進一步研究小球的運動規(guī)律，我們通過對比實驗進行了探究，如圖的a、b兩個實驗所示，則關于兩實驗下列說法正確的是AB
A．通過對比a、b兩實驗可以驗證猜想①②B．通過b實驗可以驗證猜想①
C．通過a實驗可以驗證猜想①D．通過b實驗既可以驗證猜想①，也可以驗證②
（3）如圖c是某同學在做“研究平拋物體的運動”的實驗時得到的物體運動軌跡的一部分，O，a，b，c是運動軌跡上的四點，以O點為坐標原點建立直角坐標系（軌跡和坐標軸上的虛線表示有所省略），a，b，c三點的坐標如圖，則小球平拋的初速度=2m/s，小球開始做平拋運動時的位置是（選填“是”或“不是”）點．

Answer 1

分析 （1）本題圖源自課本中的演示實驗，通過該裝置可以判斷兩球同時落地，可以驗證做平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動；
（2）平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，結合水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律分析判斷；
（3）平拋運動在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做自由落體運動．根據(jù)豎直方向上△y=gT²，求出時間間隔，然后根據(jù)水平方向上的勻速直線運動求出初速度；求出從O到a的時間，根據(jù)h=$\frac{1}{2}$gt²來判斷O點是不是平拋的初始位置．

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知，兩球由相同高度同時運動，A做平拋運動，B做自由落體運動，因此將同時落地，由于兩球同時落地，因此說明A、B在豎直方向運動規(guī)律是相同的，故根據(jù)實驗結果可知，平拋運動在豎直方向的分運動是自由落體運動，不需要兩球質量相等，要多次實驗，觀察現(xiàn)象，則應改變裝置的高度，多次實驗，故C正確，ABD錯誤；
（2）在實驗a中，A球做平拋運動，B球做自由落體運動，兩球始終同時落地，知A球豎直方向上的運動規(guī)律與B球相同，即可以驗證平拋運動在豎直方向上做自由落體運動．
在實驗b中，兩球始終相撞，可知平拋運動的小球在水平方向上的運動規(guī)律與下面小球的運動規(guī)律相同，即可以驗證平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．故AB正確，CD錯誤．
（3）水平方向上ab、bc之間的距離相等，因此時間間隔相同，
則豎直方向相等時間內的位移差為：△y=10cm．
由于豎直方向上做自由落體運動，因此有：△y=gT²，由此得：
T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{10×1{0}^{-2}}{10}}$s=0.1s
水平方向勻速運動，所以有：
v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{20×1{0}^{-2}}{0.1}$=2m/s
從O到a點的時間為：
t=$\frac{x}{{v}_{0}}$=$\frac{60×1{0}^{-2}}{2}$=0.3s
根據(jù)h=$\frac{1}{2}$gt²得：
h_Oa=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}$×10×（3）²m=45m
故O是平拋位置的起始點．
故答案為：（1）C，（2）AB，（3）2，是．

點評 （1）本題比較簡單，重點考察了平拋運動特點，平拋是高中所學的一種重要運動形式，要重點加強；
（2）解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，通過類比的方法分析判斷；
（3）解決本題的關鍵掌握平拋運動在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，熟練應用勻變速直線運動規(guī)律以及推論解題．