Question

11．（1）某同学用如图1所示的装置，进行了“探究平抛运动规律”的实验：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的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D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C、D，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，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，这说明平抛运动水平方向做匀速直线运动．

（2）某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的闪光照片的一部分，图2中每个背景方格的边长均4.90cm．那么拍摄照片时所用闪光频率是10Hz，小球平抛的初速度为0.98m/s，小球运动到b点的速度为0.98$\sqrt{2}$m/s（g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 正确解答本题需要掌握：保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，了解作图法处理数据的注意事项，明确该实验的具体操作，根据平抛运动的特点，熟练应用运动学中的基本规律来解决平抛运动问题．
根据闪光的频率知相邻两点间的时间间隔．在竖直方向上根据△y=gT²，求出重力加速度．水平方向上做匀速直线运动，根据v=$\frac{x}{T}$，求出初速度．先求出b点在竖直方向上的速度，然后运用平行四边形定则，求出b的速度．

解答 解：（1）根据实验可知，P球从M点平抛，而Q球从N点在水平面上匀速运动，二者运动轨迹虽然不同，但是水平方向的运动规律相同，因此P球会砸中Q球，说明平抛运动水平方向做匀速直线运动；
（2）L=4.90cm=0.049m．
在竖直方向上有：△y=2L=gT²，
解得T=$\sqrt{\frac{2L}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.049}{9.8}}$=0.1s，
则闪光的频率f=$\frac{1}{T}$=10Hz．
小球运动的水平分速度v₀=$\frac{x}{T}$=$\frac{2×0.049}{0.1}$=0.98m/s．
b点竖直分速度v_yb=$\frac{4L}{2T}$=$\frac{4×0.049}{0.2}$=0.98m/s，
根据平行四边形定则知，v_b=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{yb}^{2}}$=0.98$\sqrt{2}$ m/s．
故答案为：（1）平抛运动水平方向做匀速直线运动；（2）10，0.98，0.98$\sqrt{2}$．

点评 在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，同时让学生知道描点法作图线方法；解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，注意运动学基本规律的应用．
解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．