Question

8．三個同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了探究平拋運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)：

（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置．用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動．
（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置．兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切，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，使兩小球能以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的末端射出．實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象是P球擊中Q球．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)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動．
（3）丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運(yùn)動的照片，圖中每個小方格的邊長為L=2.45cm，則由圖可求得拍攝時每5×10^-2s曝光一次，該小球做平拋運(yùn)動的初速度大小為0.98m/s．（g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)A球的豎直分運(yùn)動與B球的運(yùn)動相同得出平拋運(yùn)動豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動．
（2）根據(jù)P球水平方向上的分運(yùn)動與Q球相同，得出平拋運(yùn)動水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動．
（3）根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結(jié)合水平位移和時間間隔求出平拋運(yùn)動的初速度．

解答 解：（1）金屬片把A球沿水品方向彈出，同時B球被松開自由下落，兩球同時落地，改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，知A球豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律與B球相同，即平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動．
（2）兩小球能以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的末端射出．實(shí)驗(yàn)可觀察到兩球?qū)⑾嗯�，知P球水平方向上的運(yùn)動規(guī)律與Q球相同，即平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動．
（3）在豎直方向上，根據(jù)△y=L=gT²得，T=$\sqrt{\frac{L}{g}}$=$\sqrt{\frac{2.45×1{0}^{-2}}{9.8}}$s=0.05s，
平拋運(yùn)動的初速度v₀=$\frac{2L}{T}$=$\frac{2×2.45×1{0}^{-2}}{0.05}$m/s=0.98m/s．
故答案為：（1）平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動；
（2）P球擊中Q球，平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動；
（3）5×10^-2，0.98．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式，抓住等時性進(jìn)行求解．