Question

三個同學根據不同的實驗條件，進行了探究平拋運動規律的實驗：
（1）甲同學采用如圖甲所示的裝置．用小錘擊打彈性金屬片，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．改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明

平拋運動在豎直方向上做自由落體運動

．

（2）乙同學采用如圖乙所示的裝置，兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發射小鐵球P、Q，其中N的末端可看做與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調節電磁鐵C、D的高度使      AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道末端的水平初速度v₀相等．現將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v₀同時分別從軌道M、N的末端射出．實驗可觀察到的現象應是

P、Q相碰

．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現象，這說明

平拋運動在水平方向上做勻速直線運動

．
（3）丙同學采用頻閃照相法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運動的照片，圖中每個小方格的邊長為L=5cm，則由圖可求得拍攝時每

0.1

 s曝光一次，該小球作平拋運動的初速度為

1.5

m/s，以a點為坐標原點，建立如圖丙所示的坐標，則該小球做平拋運動的拋出點坐標為x=

-15

cm，y=

-5

cm．（g取10m/s²）

Answer 1

分析：平拋運動在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，結合豎直方向上連續相等時間內的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結合水平位移求出初速度．根據豎直方向上某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出b點的豎直分速度，結合速度時間公式求出平拋運動的時間，從而求出水平位移和豎直位移，確定出拋出點的橫縱坐標．

解答：解：（1）在甲圖中，A球做平拋運動，B球做自由落體運動，無論打擊的力度多大，兩球都同時落地，則A球豎直方向上的運動規律與B球相同，即平拋運動在豎直方向上做自由落體運動．
（2）在乙圖中，P球到達底端后做平拋運動，Q球到達底端做勻速直線運動，P、Q兩球將相撞，知P球水平方向上的運動規律與Q球相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．
（3）在豎直方向上，有：△y=2L=gT²，解得：T=

2L g

=

0.1 10

s=0.1s．
則平拋運動的初速度為：v0=

3L

T

=

0.15

0.1

m/s=1.5m/s．
b點豎直方向上的分速度為：vyb=

yac

2T

=

8L

2T

=

0.4

0.2

m/s=2m/s．
則運動到b點的時間為：t=

vyb

g

=

2

10

s=0.2s．
此時豎直方向上的位移為：yb=

1

2

gt2=

1

2

×10×0.04m=0.2m=20cm
水平位移為：x_b=v₀t=1.5×0.2m=0.3m=30cm．
則拋出點的坐標為：x=15-30cm=-15cm，y=15-20cm=-5cm．
故答案為：（1）平拋運動在豎直方向上做自由落體運動．
（2）P、Q相撞，平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．
（3）0.1，1.5，-15，-5．

點評：解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規律，結合運動學公式和推論靈活求解．