Question

18．在“研究小球做平抛运动”的实验中：

（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，某同学设计了如图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把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，滑道2与光滑水平板衔接，则他将观察到的现象是球1落到光滑水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动．
（2）该同学采用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L=5cm，A、B、C是摄下的三个小球位置，如果取g=10m/s²，那么：
①照相机拍摄时每0.1s曝光一次；
②小球做平抛运动的初速度的大小为1.5m/s．

Answer 1

分析 （1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．
（2）在竖直方向上运用匀变速直线运动的推论△y=gT²求出相等的时间间隔，根据v₀=$\frac{x}{T}$ 求出平抛运动的初速度．

解答 解：（1）甲图A球做自由落体运动，B球做平抛运动，两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动．
乙图球1做平抛运动，球2做匀速直线运动，两球相撞，知平抛运动在水平方向上是匀速直线运动．
（2）由△y=gT²得，T=$\sqrt{\frac{△y}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.05}{10}}$ s=0.1s．
平抛运动的初速度v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{3×0.05}{0.1}$ m/s=1.5m/s．
故答案为：（1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，球1落到光滑水平板上并击中球2；
（2）0.1，1.5．

点评 对于该实验关键是理解水平和竖直方向的运动特点，熟练应用匀变速直线运动规律解题．