Question

【題目】如圖甲所示是“研究平拋運動”的實驗裝置，其中M為電磁鐵，S為輕質開關，E為電池，a、b是兩個相同的小鋼球。

（1）如圖甲所示，在研究平拋運動時，小球a沿軌道滑下，離開軌道末端（末端水平）時撞開輕質接觸式開關S，此時被電磁鐵吸住的小球b同時自由下落。改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發現位于同一高度的a、b兩球總是同時落地。該實驗現象說明了a球在離開軌道后_____

A．水平方向的分運動是勻速直線運動

B．水平方向的分運動是勻加速直線運

C．豎直方向的分運動是自由落體運動

D．兩小球落地速度的大小相同

（2）利用該實驗裝置研究a小球平拋運動的速度，從斜槽同一位置釋放小球，實驗得到小球運動軌跡中的三個點A、B、C，如圖乙所示。圖中O為坐標原點，B點在兩坐標線交點，坐標xB＝40cm，yB＝20cm，A、C點位于所在小方格線的中點。則a小球水平飛出時的初速度大小為v0＝_____m/s；平拋小球在B點處的瞬時速度的大小vB＝_____m/s。（g＝10m/s2）

Answer 1

【答案】C 2 2

【解析】

（1）[1]球a與球b同時釋放，同時落地，時間相同；a球做平拋運動，b球做自由落體運動；將球a的運動沿水平方向和豎直方向正交分解，兩個分運動同時發生，具有等時性，因而a球的豎直分運動與b球時間相等，改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發現位于同一高度的a、b兩個小球總是同時落地，說明在任意時刻在兩球同一高度，即a球的豎直分運動與b球完全相同，說明了平拋運動的豎直分運動是自由落體運動；故填C.

（2）[2]由題意可知，A點的橫坐標為20cm，縱坐標為5cm，

C點的橫坐標為60cm，縱坐標為45cm.

根據△y＝gT2，得：

Ts＝0.1s

則平拋運動的初速度為：

v0m/s＝2m/s.

[3]B點豎直方向上的分速度為：

vym/s＝2m/s.

則B點的瞬時速度為：

vB2m/s.