Question

在研究平抛物体的运动过程中，如图所示的实验：
（1）将两个完全相同的斜滑轨固定在同一竖直面内，它们的最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的顶点由静止同时释放，滑道2与光滑水平面吻合，观察到

球1将在水平轨道上击中球2

，说明

平抛运动水平方向上的分运动是匀速直线运动

．
（2）在教材“研究平抛物体运动”的实验中可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度． 实验简要步骤如下：
A．让小球多次从

斜槽上同一

位置无初速滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列的位置．
B．按教材图安装好器材，注意调整

斜槽末端切线水平

，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线．
C．测出曲线上某点的位置坐标x、y，用 v=

gx2 2y +2gy

算出该点的瞬时速度．
D．取下白纸，以O点为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹．
（a） 完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
（b）上述实验步骤的合理顺序是

BADC

．

Answer 1

分析：（1）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，通过观察两球是否发生碰撞，从而确定平抛在水平方向的运动性质．
（2）为保证小球做的是同一个运动，所以必须保证从同一高度释放，为保证小球做的是平抛运动，所以必须要让斜槽末端水平．数据处理时，根据水平方向和竖直方向的关系列式求解，得出水平初速度和竖直分速度的大小，结合平行四边形定则求出瞬时速度的大小．根据实验原理安排实验步骤．

解答：解：（1）观察到的实验现象是球1将在水平轨道上击中球2，知平抛运动在水平方向的运动规律与球1的运动规律相同，知平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动．
（2）（a）A、让小球多次从斜槽上同一位置无初速滚下，保证小球每次平抛运动的轨迹相同；
B、为了使小球做平抛运动，则斜槽的末端切线水平．
C、根据y=

1

2

gt2得，t=

2y g

，
则初速度v₀=

x

t

=x

g 2h

，
竖直方向上的分速度v_y=gt=

2gy

，
则v=

v 2 0 + v 2 y

=

gx2 2y +2gy

．
（b）上述实验步骤的合理顺序是BADC．
故答案为：
（1）球1将在水平轨道上击中球2，平抛运动水平方向上的分运动是匀速直线运动
（2）（a）A．斜槽上同一；B．斜槽末端切线水平；C．v=

gx2 2y +2gy

；（b）BADC．

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．知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律．