某同學在學習平拋運動時進行以下的實驗: (1)實驗一:如圖1所示,小球A沿軌道滑下,離開軌道末端(末端水平)時...
問題詳情:
某同學在學習平拋運動時進行以下的實驗:
(1)實驗一:如圖1所示,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,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做同樣的試驗,發現位於同一高度的A、B總是同時落地.該實驗說明了A球在離開軌道後( ).
A.在水平方向上的分運動是勻速直線運動 B.在水平方向上的分運動是勻加速直線運動
C.在豎直方向上的分運動是自由落體運動 D.在豎直方向上的分運動是勻速直線運動
(2)實驗二:用如圖2的實驗裝置研究小球平拋運動,每次將小球從弧型軌道同一位置靜止釋放,運動到從斜面頂端後做平拋運動,並逐漸改變斜面與水平地面之間的夾角θ,獲得不同的水平*程x,最後作出瞭如圖3所示的x-tanθ圖象,g=10m/s2. 由圖可知,小球在斜面頂端水平丟擲時的初速度v0= ______ m/s.實驗中發現θ超過60°後,小球將不會掉落在斜面上,則斜面的長度為L= ______ m.
【回答】
(1). (1) C (2). (2)1.0, (3).
【解析】(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*,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,發現位於同一高度的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;故選C. (2)根據平拋運動規律有,豎直方向:
y=gt2
水平方向:
x=v0t
聯立得:
x=tanθ
由圖可得:
=0.2
解得:
v0=1m/s;
當斜面傾角θ=60°時,設斜面長度為L,有:
Lsin60°=gt2
水平方向:
Lcos60°=v0t
得:
解得:
L=m.
點睛:解決本題的關鍵掌握平拋運動的處理方法,平拋運動在水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做自由落體運動.圖象法在物理學中應用較為廣泛,一定要掌握圖象的分析方法.
知識點:拋體運動的規律
題型:實驗,探究題
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