Question

13．（1）在“研究平拋物體運動”的實驗中，可以描繪平拋物體運動軌跡和求物體的平拋初速度．實驗簡要步驟如下：
①讓小球多次從同一位置上滾下，記下小球穿過卡片孔的一系列位置；
②安裝好器材，注意斜槽末端水平和平板豎直，記下斜槽末端O點和過O點的豎直線，檢測斜槽末端水平的方法是將小球放在水平槽末端中若能靜止則可認(rèn)為水平．
③測出曲線上某點的坐標(biāo)x、y，用v₀=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$算出該小球的平拋初速度，實驗需要對多個點求v₀的值，然后求它們的平均值．
④取下白紙，以O(shè)為原點，以豎直線為軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡．
上述實驗步驟的合理順序是②、①、④、③（只排列序號即可）．
（2）二個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：

①甲同學(xué)采用如圖（1）所示的裝置．用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．
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；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．實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是兩球PQ將相碰．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，這說明平拋運動的水平分運動是勻速直線運動．

Answer 1

分析 （1）小球每次從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下，保證小球平拋運動的初速度相同；斜槽的末端切線水平，保證初速度水平，做平拋運動．根據(jù)平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，已知x、y，根據(jù)y求出平拋運動的時間，從而求出水平分速度；
（2）探究平拋運動的規(guī)律中，實驗甲同時讓A球做平拋運動，B球做自由落體運動．若兩小球同時落地，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動．
實驗乙同時讓P球做平拋運動，Q球做勻速運動．若兩小球相碰，則說明平拋運動水平方向是勻速運動．

解答 解：（1）①、讓小球從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下，保證小球平拋運動的初速度相同．
②．檢驗斜槽末端水平的方法有多種，如用水平儀或者將小球放在斜槽末端看其是否滾動，若不滾動，則斜槽末端水平，
③、根據(jù)y=$\frac{1}{2}$gt²得：t=$\sqrt{\frac{2y}{g}}$，則水平初速度為：v₀=$\frac{x}{t}$=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$，
實驗時先安裝器材，然后做實驗，最后處理數(shù)據(jù)，屬于實驗步驟合理順序是：②、①、④、③．
（2）在打擊金屬片時，兩小球同時做平拋運動與自由落體運動．結(jié)果同時落地，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動．
故答案為：平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．
讓兩小球從相同的弧形軌道上相同高度滾下，從而使兩小球同時滾離軌道并具有相同的速度．小球P做平拋運動，小球Q做勻速直線運動，當(dāng)兩小球相遇時則說明小球平拋運動水平方向是勻速直線運動．當(dāng)同時改變兩小球滾下的高度時，仍能相碰，則說明平拋運動水平方向總是勻速直線運動．
故答案為：（1）①同一，②將小球放在水平槽末端中若能靜止則可認(rèn)為水平，③x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$；
②、①、④、③；
（2）①平拋運動的豎直分運動是自由落體運動；
②兩球PQ將相碰，平拋運動的水平分運動是勻速直線運動．

點評 關(guān)于平拋運動實驗要掌握實驗的注意事項、實驗步驟、實驗原理．平拋運動分解為：水平方向的勻速直線運動，豎直方向的自由落體運動；
通過實驗探究出平拋運動處理的規(guī)律，并掌握了運動的合成與分解，同時運用運動學(xué)公式解題，難度適中．