Question

如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置
（1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开，电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地．该实验结果可表明

BCD

．
（A）两小球落地速度的大小相同
（B）两小球在空中运动的时间相等
（C）a球在竖直方向的分运动与b球的运动相同
（D）两小球在空中运动时竖直方向的加速度相等
（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x_B=40cm，y_B=20cm，A、C点均在坐标线的中点．则a小球在B点处的瞬时速度的大小v_B=

2.83

m/s．

Answer 1

分析：（1）a球做平抛运动，b球做自由落体运动，两球同时落地，则运动时间相等，可知a球在竖直方向上的分运动为自由落体运动．
（2）通过图象知，AB、BC的水平位移相等，则运动的时间间隔相等，根据竖直方向上在相等时间内的位移之差是一恒量，求出时间间隔，再根据水平方向上匀速直线运动求出平抛运动的初速度．求出AC段竖直方向上的平均速度，该平均速度等于B点竖直方向上的瞬时速度，根据平行四边形定则求出B点的瞬时速度．

解答：解：（1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，知运动时间相等，a球在竖直方向上的分运动与b小球的运动相同．故选BCD．
（2）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，T=

△y g

=

0.1 10

s=0.1s
则平抛运动的初速度v0=

x

T

=2m/s．B点竖直方向上的分速度vy=

0.4

0.2

m/s=2m/s．则B点的瞬时速度vB=

v02+vy2

≈2.83m/s．
故答案为：（1）BCD  （2）2.83

点评：解决本题的关键掌握平抛运动水平方向和竖直方向上的运动规律，运用运动学公式灵活求解．