Question

3．某同學(xué)用如圖1所示的裝置，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：
（1）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；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v₀相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的下端射出．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，這說明平拋運動水平方向做勻速直線運動．
（2）在“研究平拋物體的運動”實驗中，下列說法正確的是BC
A．小球每次從斜槽上開始運動的位置可以不同
B．在開始實驗前，應(yīng)調(diào)整斜槽的末端至水平狀態(tài)
C．在實驗前，應(yīng)使用重錘線調(diào)整板面在豎直平面內(nèi)
D．斜槽軌道必須光滑
（3）如圖2，在平拋運動實驗中得出的一段軌跡上任取水平距離為△s=0.2m的三點A、B、C，這三點之間的豎直距離分別為s₁=0.1m，s₂=0.2m，則其初速度為2 m/s．B點的速度為2.5 m/s （g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）兩個小鐵球能以相同的初速度同時分別從軌道M、N的下端射出，可以看到P、Q兩球相碰．可知小球P在水平方向上的運動情況與Q球的運動情況相同；
（2）保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放（軌道是否光滑不要緊），以保證獲得相同的初速度，實驗中要求面板要和水平面垂直，即面板在豎直平面內(nèi)．
（2）豎直方向自由落體運動，△h=gT²，水平方向勻速直線運動，根據(jù)x=v₀t可以求出小球平拋運動的初速度．

解答 解：（1）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動，二者運動軌跡雖然不同，但是水平方向的運動規(guī)律相同，均為勻速直線運動，則說明平拋運動水平方向做勻速直線運動；
（2）A、因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，故A錯誤；
B、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運動，故B正確；
C、根據(jù)平拋運動的特點可知其運動軌跡在豎直平面內(nèi)，因此在實驗前，應(yīng)使用重錘線調(diào)整面板在豎直平面內(nèi)，故C正確；
D、該實驗成功的關(guān)鍵是每次小球平拋的速度相同且都是水平的，只要每次從同一位置靜止釋放，即可保證拋出速度相同，與軌道是否光滑沒有關(guān)系，故D錯誤．
故選：BC．
（2）A到B與B到C的時間相等，因此在豎直方向有：△h=gT²，
△h=s₂-s₁=0.1m，
所以解得T=0.1s，
水平方向勻速運動有：△x=v₀T，
解得v₀=2m/s．
依據(jù)平均速度等于中時刻瞬時速度，則有：v_By=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}$=$\frac{0.1+0.2}{0.2}$=1.5m/s
那么B點的速度大小為v_B=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{By}^{2}}$=$\sqrt{{2}^{2}+1．{5}^{2}}$=2.5m/s
故答案為：（1）平拋運動在水平方向上為勻速直線運動；
（2）BC；
（3）2，2.5．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，知道水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動．
解決平拋實驗問題時，要特別注意實驗的注意事項，在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要注重學(xué)生對探究原理的理解，提高解決問題的能力；注意熟練應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律來解決問題．