Question

研究平拋運(yùn)動時，我們用到如圖（1）的裝置，將兩個完全相同的斜槽固定在同一豎直面內(nèi)，它們的最下端水平．把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的頂點(diǎn)由靜止同時釋放，斜槽2的水平軌道末端與光滑水平面吻合．可以觀察到現(xiàn)象：

兩球在2的水平軌道上相碰

，這說明：

平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動

．同時我們還用到如圖（2）的裝置（裝置離地面足夠高），小球2與斜槽末端在同一水平線上．將小球1從任意高度釋放，當(dāng)它到達(dá)斜槽末端時釋放小球2；再水平移動小球2，重復(fù)上述過程．可以觀察到現(xiàn)象：

兩次實(shí)驗(yàn)中兩個小球都能在空中相碰

，這說明：

平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動

．本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是如何確保小球1水平拋出時小球2能同時釋放，這就需要一個控制裝置．我們可以設(shè)置一個發(fā)射器（ 即一個光源），讓接收器接收它發(fā)出的光時去控制電磁鐵吸住小球2．當(dāng)小球1從斜槽末端經(jīng)過時將發(fā)射器發(fā)出的光擋住，接收器未收到光信號就控制電磁停止工作，小球2落下．

Answer 1

分析：圖（1）中兩鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，球2離開斜面后做勻速直線運(yùn)動，球1做平拋運(yùn)動，通過觀察兩球是否發(fā)生碰撞，從而確定平拋在水平方向的運(yùn)動性質(zhì)；圖（2）中球1與球2同時釋放，同時落地，由于球2做自由落體運(yùn)動，球1做平拋運(yùn)動，說明球1的豎直分運(yùn)動與球2相同．

解答：解：圖（1）觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是球1將在水平軌道上擊中球2，可知平拋運(yùn)動在水平方向的運(yùn)動規(guī)律與球2的運(yùn)動規(guī)律相同，知平拋運(yùn)動在水平方向上的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動．
圖（2）中球1與球2同時釋放，同時落地，時間相同；球1做平拋運(yùn)動，球2做自由落體運(yùn)動；將球1的運(yùn)動沿水平方向和豎直方向正交分解，兩個分運(yùn)動同時發(fā)生，具有等時性，因而球1的豎直分運(yùn)動與球2時間相等，改變整個裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩個小球都能在空中相碰，說明了平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動．
故答案為：兩球在2的水平軌道上相碰；平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動；兩次實(shí)驗(yàn)中兩個小球都能在空中相碰；平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動．

點(diǎn)評：本題研究平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向兩個方向分運(yùn)動的情況，采用比較法，考查對實(shí)驗(yàn)原理和方法的理解能力．知道平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律．