Question

【题目】如图甲所示是“研究平抛运动”的实验装置，其中M为电磁铁，S为轻质开关，E为电池，a、b是两个相同的小钢球。

（1）如图甲所示，在研究平抛运动时，小球a沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，此时被电磁铁吸住的小球b同时自由下落。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的a、b两球总是同时落地。该实验现象说明了a球在离开轨道后_____

A．水平方向的分运动是匀速直线运动

B．水平方向的分运动是匀加速直线运

C．竖直方向的分运动是自由落体运动

D．两小球落地速度的大小相同

（2）利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图乙所示。图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标xB＝40cm，yB＝20cm，A、C点位于所在小方格线的中点。则a小球水平飞出时的初速度大小为v0＝_____m/s；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小vB＝_____m/s。（g＝10m/s2）

Answer 1

【答案】C 2 2

【解析】

（1）[1]球a与球b同时释放，同时落地，时间相同；a球做平抛运动，b球做自由落体运动；将球a的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，两个分运动同时发生，具有等时性，因而a球的竖直分运动与b球时间相等，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的a、b两个小球总是同时落地，说明在任意时刻在两球同一高度，即a球的竖直分运动与b球完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；故填C.

（2）[2]由题意可知，A点的横坐标为20cm，纵坐标为5cm，

C点的横坐标为60cm，纵坐标为45cm.

根据△y＝gT2，得：

Ts＝0.1s

则平抛运动的初速度为：

v0m/s＝2m/s.

[3]B点竖直方向上的分速度为：

vym/s＝2m/s.

则B点的瞬时速度为：

vB2m/s.