Question

14．（1）某同學(xué)在“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中，先采用圖（甲）所示裝置，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把球A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，即改變球A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）后來，他又用圖（乙）所示裝置做實驗，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M的末端是水平的，N的末端與光滑的水平板相切；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，從而保證小球P、Q在軌道出口處的水平初速度v₀相等．現(xiàn)將小球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的下端射出．實驗可觀察到上面小球落到平板上時兩球應(yīng)該相碰（相碰或不能相碰）；僅改變弧形軌道M的高度（AC距離保持不變），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；若軌道出口處的水平初速度v₀，M、N間距為h，重力加速度為g，小鐵球P打在平板上的水平位移為${v}_{0}\sqrt{\frac{2h}{g}}$．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）抓住平拋運動在水平方向上做勻速直線運動判斷兩球是否相碰，從而得出平拋運動水平方向上的運動規(guī)律．

解答 解：（1）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．
（2）由于小球P做平拋運動，在水平方向上做勻速直線運動，小球Q在水平面上做勻速直線運動，所以兩球應(yīng)該相碰，這說明平拋運動的水平分運動是勻速直線運動．
根據(jù)h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得，t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$，則水平位移x=v₀$\sqrt{\frac{2h}{g}}$．
故答案為：（1）平拋運動的豎直分運動是自由落體運動
（2）相碰；平拋運動的水平分運動是勻速直線運動；$x={v_0}\sqrt{\frac{2h}{g}}$．

點評 該實驗設(shè)計的巧妙，有創(chuàng)新性，使復(fù)雜問題變得更直觀，因此在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要重視學(xué)生對實驗的創(chuàng)新．