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    12．有甲、乙、丙三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：

    （1）甲同学采用如图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．
    （2）乙同学采用如图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象是PQ两球将相碰．仅仅改变弧形轨道M距水平板的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．
    （3）丙同学采用频闪照相法．图（3）为小球做平抛运动时所拍摄的闪光照片的一部分，图中小方格的边长为5cm，已知闪光频率是10Hz，那么小球的初速度大小为1.5m/s，小球在位置B时的瞬时速度大小为2.5m/s，若以A点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系，则小球初始位置的坐标为（-15cm，-5cm）．（g=10m/s2）

    分析 （1）探究平抛运动的规律中，实验甲同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动．若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动．
    （2）实验乙同时让P球做平抛运动，Q球做匀速运动．若两小球相碰，则说明平抛运动水平方向是匀速运动．
    （3）用频闪照相仪得到的图片，它们间的时间是相等，但1的位置并不一定是抛出点．所以处理时1位置的竖直方向有初速度．因此利用在相等的时间内位移之差是恒定的，结合重力加速度可求出它们间的时间．再利用水平方向的位移结合时间可算出抛出速度．根据中间时刻的瞬时速度等于此段位移的平均速度，可得小球到达B点的速度，于是可得小球从抛出到B的时间，结合自由落体规律和水平方向的规律可得抛出点的坐标．

    解答 解：（1）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动．
    故答案为：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．
    （2）让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动．
    故答案为：两球PQ将相碰，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．
    （3）平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动；
    在竖直方向：由△h=gt2可得：
    t=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$=0.1s
    水平方向：由x=v0t得：
    v0=$\frac{3L}{t}$=$\frac{3×0.05}{0.1}$=1.5m/s
    根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于此段位移的平均速度，可得小球到达B点的竖直方向分速度为：
    vBy=$\frac{8L}{2t}$=$\frac{8×0.05}{2×0.1}$=2m/s；
    小球在位置B时的瞬时速度大小为vB=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{By}^{2}}$=2.5m/s
    故从抛出点到B的时间为：t=$\frac{{v}_{By}^{\;}}{g}$=$\frac{2}{10}$=0.2s；
    故从抛出到B点的水平位移为：x=v0t=1.5×0.2=0.3m=30cm；
    故从抛出到B点的竖直位移为：y=$\frac{1}{2}$gt2=$\frac{1}{2}$×g×0.22=20cm；
    所以，抛出点坐标为：（-15cm，-5cm）
    故答案为：（1）平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；
    （2）平抛运动的水平分运动是匀速直线运动；
    （3）1.5，2.5，-15，-5．

    点评 通过实验探究出平抛运动处理的规律，并掌握了运动的合成与分解，同时运用运动学公式解题，难度适中．

    练习册系列答案
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