Question

以下是几位同学对曲线运动的规律的探究，请据要求回答问题．
（1）甲同学设计了如图甲所示的演示实验，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，他观察到的现象是

 

，这说明

 

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（2）乙同学设计了如图乙的演示实验，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与光滑水平板吻接．将两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，他观察到的现象是

 

，这说明

 

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（3）在学习运动的合成与分解时我们做过如图丙所示的实验．在长约80cm～100cm一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体（小圆柱体恰能在管中匀速上浮），将玻璃管的开口端用胶塞塞紧．然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀加速移动，你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是图丁中的

 

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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）蜡块参加了两个分运动，水平方向水平向右匀加速直线移动，竖直方向在管中匀速上浮，将分运动的速度合成可以得到合运动速度大小和方向的变化规律，进一步判断轨迹．

解答：解：（1）A做自由落体运动，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，水平方向速度相同，观察到的现象是球1落到光滑水平板上并击中球2，说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动．
（3）蜡块参加了两个分运动，竖直方向在管中以v₁匀速上浮，水平方向水平向右匀加速直线移动，速度v₂不断变大，将v₁与v₂合成，如图所示：

由于曲线运动的速度沿着曲线上该点的切线方向，又由于v₁不变，v₂不断变大，故θ不断变小，即切线方向与水平方向的夹角不断变小，故ABD均错误，C正确；
故选：C．
故答案为：
（1）两球同时落地；平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；
（2）球1落到光滑水平板上并击中球2；平抛运动在水平方向上是匀速直线运动；
（3）C．

点评：本题前两问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；第二问关键由分运动速度合成出合速度后，得到合速度方向的变化规律，再结合轨迹讨论即可．