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    20．如图1所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：
    （1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明BC．
    A．两小球落地速度的大小相同B．两小球在空中运动的时间相等
    C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同D．a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
    （2）利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图2所示，图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标xB=40cm，yB=20cm，A、C点均在坐标线的中点，则a小球水平飞出时的初速度大小为2.0m/s；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为2$\sqrt{2}$m/s．

    分析 （1）抓住两球同时落地，得出平抛运动在竖直方向上的运动规律．
    （2）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出B点的速度．

    解答 解：（1）a球做平抛运动，b球做自由落体运动，实验现象是两球同时落地，改变H，a、b两球仍然是同时落地，可知两个小球在空中运动的时间相等，a球在竖直方向上的运动规律与b球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故B、C正确，A、D错误．
    （2）由B点的坐标知，图2中每格长10cm，
    根据△y=gT2得相等的时间间隔为：T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}=\sqrt{\frac{0.1}{10}}s=0.1s$，
    则小球平抛运动的初速度为：${v}_{0}=\frac{x}{T}=\frac{0.2}{0.1}m/s=2.0m/s$．
    B点的竖直分速度为：${v}_{yB}=\frac{{y}_{AC}}{2T}=\frac{0.4}{0.2}m/s=2m/s$，
    根据平行四边形定则知，B点的速度为：${v}_{B}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{yB}}^{2}}$=$\sqrt{4+4}$m/s=2$\sqrt{2}$m/s．
    故答案为：（1）BC；（2）2.0m/s，2$\sqrt{2}$m/s．

    点评 解决本题的关键知道实验的原理，掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解．

    练习册系列答案
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    15．如图所示，绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动（　　）
    A．小球受重力、支持力、向心力作用B．周期相同时，绳短的容易断
    C．线速度大小相等时，绳短的容易断D．线速度大小相等时，绳长的容易断

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    11．如图所示，在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上，有两个质量相等的小物块A和B，它们分别紧贴漏斗的内壁，在不同的水平面上做匀速圆周运动，则以下叙述正确的是（　　）
    A．物块A的线速度大于物块B的线速度
    B．物块A的角速度大于物块B的角速度
    C．物块A对漏斗内壁的压力等于物块B对漏斗内壁的压力
    D．物体A的周期大于物块B的周期

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    8．某同学利用小球在竖直平面内做圆周运动来验证机械能守恒定律．如图甲所示，力传感器A固定在水平面上，细线的一端系着小球B，另一端系在传感器A上，将小球B拉至与传感器A等高处且细线刚好伸直，将小球由静止释放，传感器记录出小球在摆动过程中细线中拉力F随时间t的变化图象如图乙所示．
    （1）实验室有小木球和小铁球，实验时应该选择小铁球现用游标卡尺测得小球的直径如图丙所示，则小球的直径为1.125cm．
    （2）实验中必须测量的物理量有AD．
    A．小球的质量m
    B．传感器下端到小球球心的距离l
    C．小球运动的时间t
    D．当地的重力加速度g
    （3）若实验中测得传感器下端到小球球心的距离l=0.30m，小球的质量为0.05kg，F0=1.46N，已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，则小球减少的重力势能为0.147J，小球增加的动能为0.146J（结果保留三位有效数字）．
    （4）写出（3）中计算出动能的增加量小于势能减小量的一个原因．小球在下摆过程中，受到空气阻力等．

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    15．如图1所示水平放置的气缸内被活塞封闭一定质量的理想气体，气体的温度为17℃，活塞与气缸底的距离L1=12cm，离气缸口的距离L2=3cm，将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与气缸口相平为止如图2所示．已知g=10m/s2，大气压强为1.0×105 Pa，活塞的横截面积S=100cm2，质量m=20kg，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动但不漏气，求：
    （ i）活塞上表面刚好与气缸口相平时气体的温度为多少？
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