1.三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验。
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明__________________。
(2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看成与光滑的水平板相切;两轨道上端C、D处分别装有电磁铁;调节电磁铁的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是____________________________。
仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明__________________________。
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长均为L=10 cm,则由图可求得拍摄时每________ s曝光一次,该小球的初速度大小为________ m/s,小球运动到图丙中位置2时的速度大小为_________ m/s。(g取10 m/s2)
解析:(1)金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,两球同时落地,改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,知A球在竖直方向上的运动规律与B球相同,即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
(2)两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到两小铁球相碰,知小铁球P水平方向上的运动规律与小铁球Q相同,即做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。
(3)在竖直方向上,根据Δy=L=gT2
得T== s=0.1 s
平抛运动的初速度
v0== m/s=2 m/s
小球运动到题图丙位置2时,竖直方向上的分速度
vy== m/s=1.5 m/s
则小球在该位置时的速度大小
v== m/s=2.5 m/s。
答案:(1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 (2)小铁球P击中小铁球Q 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 (3)0.1 2 2.5