Question

16．回答几个有关平抛运动的问题：
（1）若用如图1所示的平抛仪来做研究平抛运动的实验，在实验测量前必须进行两项重要的调整：
①调整背景板竖直，其标准是：重垂线与背景板平行．
②调整轨道的槽口水平，其目的是：让小球作平抛运动（初速度水平）．

（2）图1所示的实验中，为描绘平抛运动轨迹，需多次释放小球，它对释放小球的要求是：
①从同一位置释放．
②无初速度释放．
（3）某同学用如图2所示的装置研究平抛物体的运动．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相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出，可以看到P、Q两球相碰，只改变弧形轨道M相对于地面的高度（不改变AC高），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这个现象能够说明：A
A．平抛运动的水平分运动是匀速直线运动；
B．平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；
C．同时说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动；
D．说明平抛运动是匀变速曲线运动
（4）某同学使小球沿桌面水平飞出，用数码相机来拍摄小球作平抛运动的录像（每秒15帧）并将小球运动的照片打印出来．他大约可以得到6帧小球正在空中运动的照片．

Answer 1

分析 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，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线；
（3）两个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出，可以看到P、Q两球相碰．可知小球P在水平方向上的运动情况与Q球的运动情况相同；
（4）小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，课桌的高度约为0.8m，求出小球运动的时间即可求解．

解答 解：（1）②调整轨道的槽口必须水平的，其目的是：让小球作平抛运动；
（2）多次释放小球时，它对释放小球的要求是：
小球必须在同一位置释放，且没有初速度，
（3）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；可知平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．故A正确，B、C、D错误．
（4）小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，课桌的高度约为0.8m
根据h=$\frac{1}{2}$gt²得：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.8}{10}}$s=0.4s
又因为每秒15帧照片，所以0.4s将拍到 n=$\frac{0.4}{\frac{1}{15}}$=6帧．
故答案为：（1）②水平；让小球作平抛运动（初速度水平）；
（2）①从同一位置释放，②无初速度释放；
（3）A；（4）6．

点评 解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，提高解决问题的能力；同时熟练应用平抛运动的规律来解答有关问题．
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，知道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；
本题主要考查了平抛运动的基本规律，知道平抛运动竖直方向做自由落体运动，要了解课桌的大约高度．