Question

3．为了研究物体的平抛运动，可做下面的实验：如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出；同时B球被松开，做自由落体运动．两球同时落到地面．把整个装置放在不同高度，重新做此实验，结果两小球总是同时落地．此实验说明了A球在竖直方向做自由落体 运动．某同学接着研究事先描出的小钢球做平抛运动的轨迹，以抛出点为坐标原点O，取水平向右为x轴，竖直向下为y轴，如图2所示．在轨迹上任取点A和B，坐标分别为A（x₁，y₁）和B（x₂，y₂），使得y₁：y₂=1：4，结果发现x₁：x₂=1：2，此结果说明了小钢球在水平方向做匀速直线运动．

Answer 1

分析 探究平抛运动的规律中，实验同时让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，而不能说明A球水平方向的运动性质．在如图2中，已知竖直方向上做自由落体，可以知道运动到A、B的时间比，通过水平位移判断水平方向上的运动性质．

解答 解：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．
竖直方向上做自由落体运动，y₁：y₂=1：4，
根据h=$\frac{1}{2}$gt²知，运到到A、B两点的时间比为1：2，
所以O到A、A到B的时间相等，水平位移又相等，所以水平方向上做匀速直线运动．
故答案为：自由落体，同时落地，自由落体，匀速直线．

点评 本题属于简单基础题目，实验虽然简单，但是很直观的验证了平抛运动在竖直方向上和水平方向上的运动规律．