Question

3．如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动．离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一光滑的水平轨道，则：
（1）改变A轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：A球的水平分运动是匀速直线运动．
（2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm，则可算出A铁球做平抛运动的初速度为3$\sqrt{5}$m/s．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）实验中，小球A做平抛运动，B球做匀速运动，若两小球相碰，则说明平抛运动水平方向是匀速运动．
（2）根据平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，或者根据平抛过程中机械能守恒正确解答．

解答 解：（1）让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球A做平抛运动，小球B做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动．
（2）物体平抛运动因此有：
竖直方向：h=9L=$\frac{1}{2}$gt²，v_y=gt
水平方向：9L=v₀t
将L=5cm代入，解得：v₀=3$\sqrt{5}$m/s
故答案为：（1）A球的水平分运动是匀速直线运动；（2）3$\sqrt{5}$

点评 明确平抛运动特点，熟练掌握平抛运动规律，并能正确应用规律来解答问题，难度不大，属于基础题．