Question

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，使A球被弹出时的速度不同，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）乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的斜槽轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D．斜槽轨道M到水平板的高度可调，但两轨道始终保持平行，因此小铁球P、Q在轨道出口处的水平速度v₀总是相等的．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后同时切断电源，使两小球能以相同的初速度v₀同时分别从轨道M、N的下端A、B射出，实验观察到的现象应是

两球在水平面上碰撞

．若仅改变轨道M的高度（两轨道仍然保持平行），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这是因为

平抛运动的水平分运动是匀速直线运动

．
（3）丙同学采用频闪摄影法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片，图中每个小方格代表的实际边长为L=2.5cm．由图可求得拍摄时每间隔时间T=

0.05

s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为

1.0

m/s（取g=10m/s²）．

Answer 1

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，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．

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．
（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．
（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=

L g

=0.05s
水平方向：由x=v₀t得：
   v₀=

2L

t

=1.0m/s
故答案为：（1）平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；（2）两球在水平面上碰撞，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动；（3）0.05，1.0．

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，是考查分析实验与应用规律的好题．