Question

某探究小組的同學(xué)進行“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：
（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置．兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球 P、Q，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，調(diào)整AC=BD，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)象是：

兩球會在水平板上相碰

．如果僅僅改變CAM軌道整體的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這樣的實驗結(jié)果可以說明：

平拋運動在水平方向的分運動是勻速直線運動

．
（2）乙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖乙所示的“小球做平拋運動”的照片．圖中每個小方格的邊長為l，已知重力加速度g，則可以求出該小球平拋的初速度大小為

2

gl

（結(jié)果用g和l表示）．

Answer 1

分析：（1）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．用頻閃照相儀得到的圖片，它們間的時間是相等，但1的位置并不一定是拋出點．所以處理時1位置的豎直方向有初速度．因此利用在相等的時間內(nèi)位移之差是恒定的，
（2）結(jié)合重力加速度可求出它們間的時間．再利用水平方向的位移結(jié)合時間可算出拋出速度．

解答：解：
（1）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．
（2）如圖：
平拋運動可看成豎直方向自由落體運動與水平方向勻速直線運動；
在豎直方向：h_BC-h_AB=gt²，
2l-l=gt²
解得：
t=

l g

水平方向是勻速直線運動：
v0=

2l

t

=

2l

l g

=2

gl

故答案為：（1）兩球會在水平板上相碰；平拋運動在水平方向的分運動是勻速直線運動；（2）2

gl

．

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．