Question

7．某物理兴趣小组采用如图所示的装置研究平抛运动．质量分别为m_A和m_B的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影．用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落．A球落到地面N点处，B球落到地面P点处．测得m_A=0.04kg，m_B=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是0.5s，A球落地时的动能是0.66J（答案保留2位有效数字），此实验还可以验证平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动．（忽略空气阻力，g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 根据h=$\frac{1}{2}$gt²求出B球落到P点的时间，结合A球的水平位移求出A求出初速度，根据动能动力求出A球落地时的动能．通过两球同时落地，得出A球竖直方向上的运动规律与B球的运动规律相同．

解答 解：根据h=$\frac{1}{2}$gt²得，t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×1.225}{9.8}}$s=0.5s．
则A球平抛运动的初速度v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{1.5}{0.5}$m/s=3m/s．
根据动能定理得，m_Agh=$\frac{1}{2}$m_Av²-$\frac{1}{2}$m_Av₀²．
则落地时A球的动能E_k=m_Agh+$\frac{1}{2}$m_Av₀²=0.04×9.8×1.225+$\frac{1}{2}$×0.04×9J≈0.66J．
因为两球同时落地，知A球在竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．
故答案为：0.5，0.66，自由落体．

点评 解决本题的关键知道平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动，结合运动学公式进行求解．