Question

（1）如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置：小球A沿豎直平面內(nèi)的軌道滑下，軌道末端水平，A離開軌道末端時(shí)撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)從同一高度自由下落．改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的小球A、B總是同時(shí)落地，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了A球在離開軌道后

豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)

．
（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得小球A的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡如圖（b）所示，已知O點(diǎn)是小球做平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)，x₁=42cm，y₁=19.6cm，y₂=44.1cm，可計(jì)算出x₂=

63

cm．

Answer 1

分析：（1）球A與球B同時(shí)釋放，同時(shí)落地，由于B球做自由落體運(yùn)動(dòng)，A球做平拋運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球相同．
（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，列出位移方程聯(lián)立即可求解．

解答：解：（1）球A與球B同時(shí)釋放，同時(shí)落地，時(shí)間相同；
A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球做自由落體運(yùn)動(dòng)；
將球A的運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向正交分解，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生，具有等時(shí)性，因而A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球時(shí)間相等，改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩個(gè)小球總是同時(shí)落地，說(shuō)明在任意時(shí)刻在兩球同一高度，即A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球完全相同，說(shuō)明A球在離開軌道后豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)；
（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律得：
y=

1

2

gt²
x=v₀t
帶入數(shù)據(jù)得：
0.196=

1

2

gt12
解得：t₁=0.2s
0.42=v₀t₁
解得：v₀=2.1m/s
0.441=

1

2

gt22
解得：t₂=0.3s
所以x₂=v₀t₂=2.1×0.3m=0.63m=63cm
故答案為：（1）在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)
（2）63cm

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵將平拋運(yùn)動(dòng)正交分解后抓住題中的“改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩個(gè)小球總是同時(shí)落地”，得出A球的豎直分運(yùn)動(dòng)與B球的運(yùn)動(dòng)相同．