Question

【題目】如圖（a）所示是伽利略研究平拋運動的實驗裝置，現收藏于伽利略博物館，其裝置可簡化為如圖（b）所示。圖（b）中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板。M板上部有一半徑為R的圓弧形的粗糙軌道，P為最高點，Q為最低點，Q點處的切線水平，距底板高為H。先將小銅球從P處靜止釋放，測出小球在底板上的落點到Q點的水平距離為L，然后將4個圓環固定在N板上的適當位置（相鄰兩圓環的水平距離均為），使得小銅球從P處靜止釋放后可無阻礙地通過各圓環中心，則（　　）

A.四個圓環離地的高度之比為16:9:4:1

B.小銅球依次經過4個圓環時的豎直方向的速度之比為1:3:5:7

C.第1、2兩個圓環的高度差為

D.第1、3兩個圓環的高度差為

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．根據題意，相鄰兩圓環的水平距離均為，則四個圓環間隔時間差相等且為總時間的，設下落的總時間為t，則

第一個圓環離地高度為

第二個圓環離地高度為

第三個圓環離地高度為

第四個圓環離地高度為

所以

故A錯誤；

B．第一個圓環豎直方向的速度為

第二個圓環豎直方向的速度為

第三個圓環豎直方向的速度為

第四個圓環豎直方向的速度為

解得

故B錯誤；

C．第1、2兩個圓環的高度差為

故C正確；

D．第1、3兩個圓環的高度差為

故D錯誤。

故選C。