Question

15．為了探究平拋物體的運動規(guī)律，進行下面的兩個實驗：
實驗一：采用如圖a所示的裝置，用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時B求被松開，做自由落體運動，實驗觀察到兩球同時落地；這個現(xiàn)象說明了平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動
實驗二：如圖b所示所示的裝置，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上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的下端射出．實驗觀察到的現(xiàn)象是兩個鐵球相遇E處，僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象．這個現(xiàn)象說明平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)A球的豎直分運動與B球的運動相同得出平拋運動豎直分運動是自由落體運動．
（2）根據(jù)P球水平方向上的分運動與Q球相同，得出平拋運動水平分運動是勻速直線運動．

解答 解：實驗一、兩球同時落地，說明A、B兩球在豎直方向運動規(guī)律相同．
因此平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動．
實驗二、平拋運動水平方向做勻速直線運動，根據(jù)實驗可知，P球從M點平拋，而Q球從N點在水平面上勻速運動，二者運動軌跡雖然不同，但是水平方向的運動規(guī)律相同，因此P球會砸中Q球；
僅僅改變弧形軌道M的高度，只是影響P球在空中運動時間，但是P、Q兩球在水平方向上的運動規(guī)律是相同的，因此實驗現(xiàn)象相同，應(yīng)這個實驗說明平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動．
故答案為：同時落地，平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動，相遇，平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動．

點評 該實驗設(shè)計的巧妙，有創(chuàng)新性，使復(fù)雜問題變得更直觀，因此在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要重視學(xué)生對實驗的創(chuàng)新．