题目内容

9.在:“探究平抛运动的规律”的实验中:

(1)甲同学采用如图1所示的实验装置.当金属锤D打击金属片时,A球就水平飞出,B球同时竖直下落,两球同时落到地面.这个实验说明A球C(填写选项代号).
A.水平方向的分运动是匀速直线运动         B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动         D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
(2)乙同学采用如图2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的末端与可看作光滑的水平板相切;调节好实验仪器后,切断电源,使小铁球P、Q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P、Q二球相碰,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,这说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动.
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片.图中每个小方格的边长为10cm如果得拍摄时每0.1s曝光一次,该小球平抛的初速度大小为2m/s(g取10m/s2).

分析 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.根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,结合水平位移和时间间隔求出初速度大小.

解答 解:(1)在打击金属片时,两小球同时做平抛运动与自由落体运动.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ABD错误,C正确.
故选:C.
(2)平抛运动水平方向做匀速直线运动,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;仅仅改变弧形轨道M的高度,只是影响P球在空中运动时间,但是P、Q两球在水平方向上的运动规律是相同的,因此实验现象相同,应这个实验说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动.
(3)在竖直方向上有:△h=gT2,
其中△h=L=10cm=0.10m,
代入求得:T=$\sqrt{\frac{△h}{g}}$=$\sqrt{\frac{0.10}{10}}$=0.1s
水平方向:x=v0t,其中x=2L=20cm=0.2m,t=T=0.1s
v0=$\frac{x}{T}=\frac{0.2m}{0.1s}$=2m/s
故答案为:(1)C;(2)P、Q二球相碰,平抛运动在水平方向上是匀速运动;(3)2.

点评 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论灵活求解,难度不大.

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