Question

14．以下是几位同学对平抛运动的规律的探究，根据要求回答问题．
（1）A同学设计了如图甲所示的实验来研究平抛运动．两球置于同一高度，用力快速击打右侧挡板后，他观察到两球同时落地，这说明平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动．
（2）B同学设计了如图乙所示的实验来研究平抛运动．轨道1安置在轨道2的正上方，两轨道的槽口均水平，且在同一竖直线上，滑道2与光滑水平板平滑连接．将两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度处（相对各自槽口）由静止同时释放，他观察到两球相遇，这说明平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动．
（3）C同学利用频闪照相的方法，获取了做平抛运动小球的部分照片，如图丙所示．图中背景是边长为3.2cm的正方形小方格，a、b、c是摄下的三个小球位置，则闪光的时间间隔为0.08s．小球抛出的初速度大小为1.2m/s．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）实验中，A自由下落，A、B两球同时落地，只能说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动．
（2）两钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，球1离开斜面后做匀速直线运动，球2做平抛运动，如观察到球1与球2水平方向相同时间内通过相同位移相等，说明球2的平抛运动在水平方向上是匀速直线运动．
（3）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间求出初速度．

解答 解：（1）左球做自由落体运动，两球同时落地，只能说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动．
（2）两钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，球2离开斜面后做匀速直线运动，球1做平抛运动，水平方向速度相同，观察到的现象是球2落到光滑水平板上并击中球1，说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动．
（3）竖直方向上：根据△y=2L=gT²得：T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.032}{10}}$s=0.08s，
则小球抛出的初速度为：v₀=$\frac{3L}{T}$=$\frac{3×0.032}{0.08}$=1.2m/s．
故答案为：（1）平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动；
（2）平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动；
（3）0.08，1.2．

点评 本题研究平抛运动在水平方向和竖直方向两个方向分运动的情况，采用比较法，考查对实验原理和方法的理解能力．