Question

9．在：“探究平拋運(yùn)動的規(guī)律”的實驗中：

（1）甲同學(xué)采用如圖1所示的實驗裝置．當(dāng)金屬錘D打擊金屬片時，A球就水平飛出，B球同時豎直下落，兩球同時落到地面．這個實驗說明A球C（填寫選項代號）．
A．水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動         B．水平方向的分運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動
C．豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動         D．豎直方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動
（2）乙同學(xué)采用如圖2所示的裝置．兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；調(diào)節(jié)好實驗儀器后，切斷電源，使小鐵球P、Q以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的下端射出．實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是P、Q二球相碰，僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動．
（3）丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖3所示的“小球做平拋運(yùn)動”的照片．圖中每個小方格的邊長為10cm如果得拍攝時每0.1s曝光一次，該小球平拋的初速度大小為2m/s（g取10m/s²）．

Answer 1

分析 平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動．根據(jù)豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結(jié)合水平位移和時間間隔求出初速度大小．

解答 解：（1）在打擊金屬片時，兩小球同時做平拋運(yùn)動與自由落體運(yùn)動．結(jié)果同時落地，則說明平拋運(yùn)動豎直方向是自由落體運(yùn)動，故ABD錯誤，C正確．
故選：C．
（2）平拋運(yùn)動水平方向做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)實驗可知，P球從M點平拋，而Q球從N點在水平面上勻速運(yùn)動，二者運(yùn)動軌跡雖然不同，但是水平方向的運(yùn)動規(guī)律相同，因此P球會砸中Q球；僅僅改變弧形軌道M的高度，只是影響P球在空中運(yùn)動時間，但是P、Q兩球在水平方向上的運(yùn)動規(guī)律是相同的，因此實驗現(xiàn)象相同，應(yīng)這個實驗說明平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動．
（3）在豎直方向上有：△h=gT²，
其中△h=L=10cm=0.10m，
代入求得：T=$\sqrt{\frac{△h}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.10}{10}}$=0.1s
水平方向：x=v₀t，其中x=2L=20cm=0.2m，t=T=0.1s
v₀=$\frac{x}{T}=\frac{0.2m}{0.1s}$=2m/s
故答案為：（1）C；（2）P、Q二球相碰，平拋運(yùn)動在水平方向上是勻速運(yùn)動；（3）2．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式和推論靈活求解，難度不大．