Question

19．如图1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，断电后，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球进入一个光滑的水平轨道，则：
（1）B球进入水平轨道后将做匀速运动；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）用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图2所示的照片，已知每个小方格边长10cm，当地的重力加速度为g=10m/s²．
①若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则没有被拍摄到的小球位置坐标为（60cm，60cm）     
②小球平抛的初速度大小为3.35m/s．

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）①根据竖直方向上连续相等相等时间内的位移之差是一恒量求出第4个点的纵坐标，结合水平方向上做匀速直线运动得出第4个点的横坐标．
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）①因为竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量，可知3、4两点的竖直距离为3格，则第4个点的纵坐标为60cm，水平方向上相等时间内位移相等，可知第4个点的横坐标为60cm．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
A到达p点的速度为：v=$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}{{+v}_{y}}^{2}}$
将L=5cm=0.05m代入，解得：v=3.35m/s
故答案为：（1）匀速直线，A球的水平分运动是匀速直线运动（2）（60cm，60cm）；3.35m/s

点评 本题考查平抛运动的规律，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．