问题详情:
某同学在学习平抛运动时进行以下的实验:
(1)实验一:如图1所示,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H做同样的试验,发现位于同一高度的A、B总是同时落地.该实验说明了A球在离开轨道后( ).
A.在水平方向上的分运动是匀速直线运动 B.在水平方向上的分运动是匀加速直线运动
C.在竖直方向上的分运动是自由落体运动 D.在竖直方向上的分运动是匀速直线运动
(2)实验二:用如图2的实验装置研究小球平抛运动,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,运动到从斜面顶端后做平抛运动,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的水平*程x,最后作出了如图3所示的x-tanθ图象,g=10m/s2. 由图可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0= ______ m/s.实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为L= ______ m.
【回答】
(1). (1) C (2). (2)1.0, (3).
【解析】(1)球A与球B同时释放,同时落地,时间相同;A球做平抛运动,B球做自由落体运动;将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,两个分运动同时发生,具有等时*,因而A球的竖直分运动与B球时间相等,改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地,说明在任意时刻在两球同一高度,即A球的竖直分运动与B球完全相同,说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动;故选C. (2)根据平抛运动规律有,竖直方向:
y=gt2
水平方向:
x=v0t
联立得:
x=tanθ
由图可得:
=0.2
解得:
v0=1m/s;
当斜面倾角θ=60°时,设斜面长度为L,有:
Lsin60°=gt2
水平方向:
Lcos60°=v0t
得:
解得:
L=m.
点睛:解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法,平抛运动在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.图象法在物理学中应用较为广泛,一定要掌握图象的分析方法.
知识点:抛体运动的规律
题型:实验,探究题