题目内容
如图甲所示为研究平抛运动的实验装置：
（1）现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一只小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面．这个实验______
A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律
B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律
C．不能说明上述AB规律中的任何一条
D．能同时说明上述AB两条规律
（2）若在实验中利用频闪照相机得到小球做平抛运动的频闪照片，还可以用来验证机械能守恒定律，如图乙是小球实验中的部分位置的频闪照片．小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，已知小方格的边长L=1.6cm，频闪的频率为f=25Hz，则：
①小球平抛的初速度v0=______m/s．小球在b点的速率为______m/s（两空都取二位有效数字）．
②设小球的质量为m，重力加速度为g．为验证小球从b→c过程中机械能是否守恒，则应算出重力势能的减少量为______，动能的增加量为______（用L、f、m、g表示），然后比较二者是否相等．
（1）现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一只小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面．这个实验______
A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律
B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律
C．不能说明上述AB规律中的任何一条
D．能同时说明上述AB两条规律
（2）若在实验中利用频闪照相机得到小球做平抛运动的频闪照片，还可以用来验证机械能守恒定律，如图乙是小球实验中的部分位置的频闪照片．小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，已知小方格的边长L=1.6cm，频闪的频率为f=25Hz，则：
①小球平抛的初速度v0=______m/s．小球在b点的速率为______m/s（两空都取二位有效数字）．
②设小球的质量为m，重力加速度为g．为验证小球从b→c过程中机械能是否守恒，则应算出重力势能的减少量为______，动能的增加量为______（用L、f、m、g表示），然后比较二者是否相等．
（1）C在射出时碰撞开关S，两小球同时开始运动，C做平抛运动，E做自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，故ACD错误，B正确
（2）①根据v0=
，x=2L，t=
=
s=0.04s
代入可得：v0=0.80m/s
b点竖直方向分速度vy=
=
=0.6m/s
根据速度合成，b点的速率vb=
=
=1.00m/s
②小球从b→c过程中，重力做正功，故重力势能减少△EP=mg×2L=2mgL
动能增加量△EK=
m
-
m
=
m(
+
-
-
)=
m(
-
)
vyc=
，vyb=
代入上式得：△EK=2m
=2mf2L2
故答案为：（1）B；（2）①0.80m/s；1.0m/s；②2mgL；2mf2L2
（2）①根据v0=
| x |
| t |
| 1 |
| f |
| 1 |
| 25 |
代入可得：v0=0.80m/s
b点竖直方向分速度vy=
| L+2L |
| 2T |
| 3×1.6×10-2 |
| 2×0.04 |
根据速度合成，b点的速率vb=
|
| 0．82+0．62 |
②小球从b→c过程中，重力做正功，故重力势能减少△EP=mg×2L=2mgL
动能增加量△EK=
| 1 |
| 2 |
| v | 2c |
| 1 |
| 2 |
| v | 2b |
| 1 |
| 2 |
| v | 20 |
| v | 2yc |
| v | 20 |
| v | 2yb |
| 1 |
| 2 |
| v | 2yc |
| v | 2yb |
vyc=
| 5L |
| 2T |
| 3L |
| 2T |
代入上式得：△EK=2m
| L2 |
| T2 |
故答案为：（1）B；（2）①0.80m/s；1.0m/s；②2mgL；2mf2L2
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