Question

4．如題圖所示，兩個(gè)完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上不同高度處，軌道的末端水平．在它們相同位置上各安裝一個(gè)電磁鐵，兩個(gè)電磁鐵由同一個(gè)開關(guān)控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷開開關(guān)，兩個(gè)小球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)．離開圓弧軌道后，A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球進(jìn)入一個(gè)光滑的水平軌道，則：B球進(jìn)入水平軌道后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；改變A軌道距離B軌道的高度，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，總能觀察到A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是A球在水平方向的運(yùn)動(dòng)是勻速的；若某次兩小球相碰的位置恰在水平軌道上的P點(diǎn)處，固定在豎直板上的方格紙的正方形小格每邊長為5cm，則可算出A鐵球剛到達(dá)P點(diǎn)的速度為$\sqrt{10}$m/s．（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中，小球A做平拋運(yùn)動(dòng)，B球做勻速運(yùn)動(dòng)，若兩小球相碰，則說明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速運(yùn)動(dòng)．
（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)，或者根據(jù)平拋過程中機(jī)械能守恒正確解答．

解答 解：（1）讓兩小球從相同的弧形軌道上相同高度滾下，從而使兩小球同時(shí)滾離軌道并具有相同的速度．小球A做平拋運(yùn)動(dòng)，小球B做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
當(dāng)兩小球相遇時(shí)則說明小球平拋運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)同時(shí)改變兩小球滾下的高度時(shí)，仍能相碰，則說明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向總是勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）物體平拋運(yùn)動(dòng)因此有：
豎直方向：h=9L=$\frac{1}{2}$gt²，
v_y=gt
水平方向：6L=v₀t
將L=5cm=0.05m，
代入解得：t=$\sqrt{\frac{2×9×0.05}{10}}$=0.3s
v₀=$\frac{6×0.05}{0.3}$=1m/s
A到達(dá)p點(diǎn)的速度為：v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}}$
解得：v=$\sqrt{{1}^{2}+{3}^{2}}$=$\sqrt{10}$m/s．
故答案為：勻速直線；A球在水平方向的運(yùn)動(dòng)是勻速的；$\sqrt{10}$．

點(diǎn)評(píng) 明確平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，熟練掌握平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能正確應(yīng)用規(guī)律來解答問題，注意平拋運(yùn)動(dòng)可分解成水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．