Question

有甲、乙、丙三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：

（1）甲同学采用如图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明________________．

（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；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v₀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，使两小铁球能以相同的初速度v₀同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象是PQ两球将相碰．仅仅改变弧形轨道M距水平板的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明__________．

（3）丙同学采用频闪照相法．图（3）为小球做平抛运动时所拍摄的闪光照片的一部分，图中小方格的边长为5cm，已知闪光频率是10Hz，那么小球的初速度大小为_______m/s，小球在位置B时的瞬时速度大小为________m/s，若以A点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系，则小球初始位置的坐标为（________cm，________cm）．（g＝10m/s²）

Answer

（1）平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；

（2）平抛运动的水平分运动是匀速直线运动；

（3）1．5； 2．5；－15；－5

【解析】试题分析：（1）在甲图中，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，无论打击的力度多大，两球都同时落地，则A球竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．

（2）在乙图中，P球到达底端后做平抛运动，Q球到达底端做匀速直线运动，P、Q两球将相撞，知P球水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．

（3）在竖直方向上， T＝0．1s．则平抛运动的初速度为：．

b点竖直方向上的分速度为：．小球在位置B时的瞬时速度大小；则运动到b点的时间为：．此时竖直方向上的位移为：yb＝gt2＝×10×0．04m＝0．2m＝20cm；水平位移为：xb=v0t=1．5×0．2m=0．3m=30cm．则抛出点的坐标为：x=15-30cm=-15cm，y=15-20cm=-5cm．

考点：探究平抛运动规律