高中物理必修二5.3实验：研究平抛运动

高中物理必修二5.3实验：研究平抛运动同步练习
一．选择题（共10小题）
1．利用如图所示的装置研究平抛运动。为了画出一条钢球做平抛运动的轨迹，在安装调试装置和实验操作时，下列要求不必要的是（　　）

A．斜槽必须是光滑的
B．记录轨迹的白纸必须在竖直平面内
C．斜槽末端的切线必须调成水平
D．钢球每次必须从斜槽上同一位置滚下
2．某同学设计了一个“测平抛运动物体初速度”的实验装置如图所示，要完成本实验，在下列实验器材中最需要使用的是（　　）

A．刻度尺 B．天平 C．打点计时器 D．弹簧测力计
3．如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤击打弹性金属片，金属锤使P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，则（　　）

A．P球先落地
B．Q球先落地
C．两球同时落地
D．两球落地先后由小锤击打力的大小而定
4．下列因素中，不会使“利用斜面小槽装置研究平抛物体的运动”实验误差增大的是（　　）
A．小球与斜槽之间有摩擦
B．安装斜槽时其末端切线不水平
C．每次从不同位置由静止释放小球
D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点距原点O较近
5．如图中的a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后作出了如图中的b所示的x﹣tanθ图象，g取10m/s2，则（　　）

A．由图b可知，小球在斜面顶端水平拋出时的初速度v0＝2m/s
B．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L＝m
C．若最后得到的图象如图中的c所示，由图象b中直线的斜率k＝可知，可能是由于释放位置降低造成的
D．所给条件无法求出小球在斜面顶端平抛的初速度以及斜面的长度
6．如图所示实验装置，用小锤敲击弹性金属片，B、A两小球同时开始做自由落体运动和平抛运动。观察并听两小球是否同时落到水平桌面，空气阻力不计。则其结果应为（　　）

A．当两球质量不同时，质量大的先落地
B．当两球质量相同时，B球先落地
C．当打击力度大一些时，A球先落地；打击力度小一些时，B球先落地
D．不管两小球的质量和打击力度是否不同，两球一定同时落地
7．在做“研究平抛物体的运动”实验时，有如下实验要求与实验操作，下列说法正确是（　　）
A．斜槽轨道必须光滑
B．要用秒表测出小球下落的时间
C．要用天平测出小球质量
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
8．在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是（　　）
A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地
B．选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要高于水面，以便空气进入
C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D．选用装置图丙进行实验，坐标原点应建立在斜槽末端
9．平抛物体的运动规律可以概括为两点：
（1）水平方向做匀速运动，
（2）竖直方向做自由落体运动．
为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验（　　）

A．只能说明上述规律中的第（1）条
B．只能说明上述规律中的第（2）条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律
10．从牛顿运动定律出发结合对平面曲线运动的正交分解方法可以从理论上得到平抛运动的规律：①平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动；②平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动。用如图所示的装置进行实验，小锤打击弹性金属片，a球水平抛出，同时b球被松开，自由下落。多次实验，发现几乎总是能听到a、b同时落地的声音。关于该实验，下列说法中错误的是（　　）

A．实验能同时说明a球满足规律①②
B．实验仅能说明a球满足规律②
C．a、b两球的质量可以不相等
D．实验中应考虑改变的因素包括装置的高度和小锤的打击力度等
二．填空题（共5小题）
11．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图（g取10m/s2）
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端　 　。（2）每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛时　 　。
（3）通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图乙所示，已知方格纸每小格的边长L＝5cm，则该小球做平抛运动的初速度为　 　m/s，运动到B点处速度为　 　m/s。

12．如图所示，某同学在做平抛运动的实验时，小球运动过程中先后经历了轨迹（轨迹未画出）上的a、b、c、d四个点；已知图中每个小方格的边长l＝1.6cm，g取10m/s2．请你根据小方格纸上的信息，算完成下面的个问题：
（1）若已知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，则小球运动过程
中从a→b、b→c、c→d所经历的时间　 　（选填“相同”或“不同”）．
（2）小球平抛运动的初速度v0＝　 　m/s；小球在b点时的速率为v＝　 　m/s．（计算结果均保留两位有效数字）

13．如图所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景是边长为5cm的小方格，A．B．C是摄下的三个小球位置，则闪光的时间间隔为　 　．小球抛出的初速度为　 　．小球经过B点的竖直分速度为　 　．（g取10m/s2）

14．在“探究平抛运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从　 　位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．
B．安装好器材，注意　 　，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．
（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
（2）上述实验步骤的合理顺序是　 　．

15．某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动．质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影．用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落．A球落到地面N点处，B球落到地面P点处．测得mA＝0.04kg，mB＝0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是　 　s，A球落地时的动能是　 　J（本空答案保留2位有效数字），此实验还可以验证平抛运动竖直方向的分运动为　 　运动．（忽略空气阻力，g取9.8m/s2）

三．实验题（共1小题）
16．某同学在学习平拋运动时进行以下的实验：

（1）实验一：如图1所示，小球A沿圆弧轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S水平抛出，同时被电磁铁吸住的小球B自由下落。改变整个装置的高度H重复做同样的实验，发现位于同一高度的小球总是同时落地。该实验说明了A球在离开轨后　 　
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，运动到斜面顶端后做平拋运动，逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ获得不同的水平射程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拋出时的初速度v0＝　 　m/s。



参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．利用如图所示的装置研究平抛运动。为了画出一条钢球做平抛运动的轨迹，在安装调试装置和实验操作时，下列要求不必要的是（　　）

A．斜槽必须是光滑的
B．记录轨迹的白纸必须在竖直平面内
C．斜槽末端的切线必须调成水平
D．钢球每次必须从斜槽上同一位置滚下
【分析】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，每次释放小球的位置必须相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度。
【解答】解：A、斜槽是否光滑不影响结果。故A错误。
BD、为了保证小球平抛运动的初速度相同，则每次从同一位置由静止释放小球。故BD正确。
C、为了保证小球水平飞出，则斜槽的末端切线必须调成水平。故C正确。
本题选择错误的，故选：A。
2．某同学设计了一个“测平抛运动物体初速度”的实验装置如图所示，要完成本实验，在下列实验器材中最需要使用的是（　　）

A．刻度尺 B．天平 C．打点计时器 D．弹簧测力计
【分析】根据平抛运动的实验原理及实验方法可以得出实验中需要的器材。
【解答】解：由图可知，实验中小球离开桌子后做平抛运动，根据平抛运动的规律可知，应测出竖直高度和水平位移，故应用到刻度尺；实验中不需要用到天平、打点计时器和弹簧测力计，故A正确，BCD错误。
故选：A。
3．如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤击打弹性金属片，金属锤使P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，则（　　）

A．P球先落地
B．Q球先落地
C．两球同时落地
D．两球落地先后由小锤击打力的大小而定
【分析】本题图源自课本中的演示实验，通过该装置可以判断两球同时落地，可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。
【解答】解：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以两球同时落地，与打击的力度无关。故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
4．下列因素中，不会使“利用斜面小槽装置研究平抛物体的运动”实验误差增大的是（　　）
A．小球与斜槽之间有摩擦
B．安装斜槽时其末端切线不水平
C．每次从不同位置由静止释放小球
D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点距原点O较近
【分析】在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运动轨迹。因此要求从同一位置多次无初速度释放，同时由运动轨迹找出一些特殊点利用平抛运动可看成水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动去解题。
【解答】解：A、只要小球从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，因为每次摩擦力的影响相同，因此仍能保证球做平抛运动的初速度相同，对实验没有影响，故A正确；
B、安装斜槽末端不水平，则初速度不水平，使得小球的运动不是平抛运动，使得实验的误差增大，故B错误；
C、为了保证实验时每次的轨迹相同，则每次应从同一位置由静止释放，故C错误；
D、根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远，可以减小偶然误差，故D错误。
故选：A。
5．如图中的a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后作出了如图中的b所示的x﹣tanθ图象，g取10m/s2，则（　　）

A．由图b可知，小球在斜面顶端水平拋出时的初速度v0＝2m/s
B．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L＝m
C．若最后得到的图象如图中的c所示，由图象b中直线的斜率k＝可知，可能是由于释放位置降低造成的
D．所给条件无法求出小球在斜面顶端平抛的初速度以及斜面的长度
【分析】由平抛运动的规律列出水平位移与夹角正切值的关系，即可求得小球水平抛出时的初速度；
由图c中图象可得出水平位移x随tanθ的变化关系，则可分析可能的原因。
【解答】解：AD、物体在竖直方向上有：
y＝gt2
水平方向上x＝vt
＝tanθ；
联立解得：
x＝tanθ；
由图可知＝0.2
解得：v＝1m/s，故AD错误；
B、当斜面倾角θ＝60°时，设斜面长度为L，有：
Lsin60°＝gt2①
水平方向：Lcos60°＝v0t ②
由①②得：
L＝m，故B正确；
C、由图c可知，图象的斜率增大，故说明增大，因重力加速度不变，故只能说明速度增大，其原因可能为：释放位置变高或小球释放时有初速度，故C错误；
故选：B。
6．如图所示实验装置，用小锤敲击弹性金属片，B、A两小球同时开始做自由落体运动和平抛运动。观察并听两小球是否同时落到水平桌面，空气阻力不计。则其结果应为（　　）

A．当两球质量不同时，质量大的先落地
B．当两球质量相同时，B球先落地
C．当打击力度大一些时，A球先落地；打击力度小一些时，B球先落地
D．不管两小球的质量和打击力度是否不同，两球一定同时落地
【分析】A球沿水平方向抛出做平抛运动，同时B球被松开，自由下落做自由落体运动，发现每次两球都同时落地，只能说明平抛竖直方向的分运动是自由落体运动。
【解答】解：本实验是用耳朵听来判断两球是否同时落地的，如果只听到一个声音，说明两个小球同时落地，本实验将A的做平抛运动与竖直方向下落的B的运动对比，只能说明A竖直方向运动情况，不能反映A水平方向的运动情况，每次两球都同时落地，说明A竖直方向的分运动是自由落体运动；小球不论是平抛运动，还是自由落体运动，均与质量大小无关；所以不管两小球的质量和打击力度是否相同，两球一定会同时落地，故ABC错误D正确。
故选：D。
7．在做“研究平抛物体的运动”实验时，有如下实验要求与实验操作，下列说法正确是（　　）
A．斜槽轨道必须光滑
B．要用秒表测出小球下落的时间
C．要用天平测出小球质量
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
【分析】明确实验原理，保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线。
【解答】解：A、小球与斜槽之间的摩擦不影响平抛运动的初速度，不影响实验。故A错误。
B、平抛运动高度确定时间，只要高度一定时间不变，故不需要测量飞行时间；故B错误；
C、质量不影响小球的运动，故不需要测出小球的质量，故C错误；
D、要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，最后轨迹应连成平滑的曲线，不是要把所有点的连接起来。故D正确。
故选：D。
8．在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是（　　）
A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地
B．选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要高于水面，以便空气进入
C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D．选用装置图丙进行实验，坐标原点应建立在斜槽末端
【分析】平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，实验时，要注意保证初速度处于水平方向，根据研究平抛运动的原理出发分析研究方法是否合理。
【解答】解：A、选用装置图甲研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法判断小球是否同时落地，故A错误；
B、A管内与大气相通，为外界大气压强，A管在水面下保证A管上出口处的压强为大气压强。因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定。所以竖直管上端A一定要低于瓶内水面，故B错误。
C、选用装置图丙要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C正确；
D、选用装置图丙进行实验，坐标原点应建立在小球在斜槽末端时球心在白纸上的投影，故D错误。
故选：C。
9．平抛物体的运动规律可以概括为两点：
（1）水平方向做匀速运动，
（2）竖直方向做自由落体运动．
为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验（　　）

A．只能说明上述规律中的第（1）条
B．只能说明上述规律中的第（2）条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律
【分析】探究平抛运动的规律中，实验同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动，若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，而不能说明A球水平方向的运动性质．通过对比分析说明．
【解答】解：据题：用小锤在打击金属片时，A小球做平抛运动的同时，B球做自由落体运动，两球同时落地，则说明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，只能说明上述规律中的第（2）条。故ACD错误，B正确。
故选：B。
10．从牛顿运动定律出发结合对平面曲线运动的正交分解方法可以从理论上得到平抛运动的规律：①平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动；②平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动。用如图所示的装置进行实验，小锤打击弹性金属片，a球水平抛出，同时b球被松开，自由下落。多次实验，发现几乎总是能听到a、b同时落地的声音。关于该实验，下列说法中错误的是（　　）

A．实验能同时说明a球满足规律①②
B．实验仅能说明a球满足规律②
C．a、b两球的质量可以不相等
D．实验中应考虑改变的因素包括装置的高度和小锤的打击力度等
【分析】用小锤打击弹性金属片，金属片把球a沿水平方向弹出，同时b球被松开自由下落，观察到两球同时落地。改变小锤打击力的大小，即可改变球a被弹出时的速度，两球仍然同时落地，可知a球在竖直方向上的运动规律与b球相同，说明平抛运动竖直方向上的分运动为自由落体运动。
【解答】解：AB、根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，a做平抛运动，b做自由落体运动，因此将同时落地，由于两球同时落地，因此说明a、b在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动；故A错误、B正确；
C、平抛的加速度和自由落体的运动的加速度都为重力加速度，与质量无关；则不需要两球质量相等；故C正确；
D、考虑到a球的平抛和b球的自由落体同时发生，要多次实验，观察现象，则应改变装置的高度等因素；故D正确。
本题选错误的，故选：A。
二．填空题（共5小题）
11．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图（g取10m/s2）
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端　切线水平　。（2）每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛时　初速度相同　。
（3）通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图乙所示，已知方格纸每小格的边长L＝5cm，则该小球做平抛运动的初速度为　1.5　m/s，运动到B点处速度为　2.5　m/s。

【分析】（1）平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平；
（2）为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，要求小球平抛的初速度相同；
（3）根据竖直方向运动特点△h＝gt2，求出物体运动时间，然后利用水平方向物体做匀速运动，可以求出其水平速度大小，利用匀变速直线运动的推论可以求出B点的竖直分速度大小。
【解答】解：（1）平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平；
（2）为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放。
（3）由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有：
△y＝gT2，由图可知△y＝2L＝10cm＝0.1m
代入解得，T＝0.1s
x＝v0T，将x＝3L＝15cm＝0.15m，
代入解得：v0＝1.5 m/s，
竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
vBy＝＝m/s＝2m/s，所以B的速度vB＝＝2.5m/s。
故答案为：（1）切线水平（2）初速度相同（轨迹相同）（3）1.5 2.5
12．如图所示，某同学在做平抛运动的实验时，小球运动过程中先后经历了轨迹（轨迹未画出）上的a、b、c、d四个点；已知图中每个小方格的边长l＝1.6cm，g取10m/s2．请你根据小方格纸上的信息，算完成下面的个问题：
（1）若已知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，则小球运动过程
中从a→b、b→c、c→d所经历的时间　相同　（选填“相同”或“不同”）．
（2）小球平抛运动的初速度v0＝　0.80　m/s；小球在b点时的速率为v＝　1.0　m/s．（计算结果均保留两位有效数字）

【分析】（1）平抛运动在水平方向做匀速直线运动，a→b，b→c，c→d水平位移相等，所需时间相等．
（2）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，a→b，b→c竖直方向位移差△y＝aT2＝gT2，求出时间．
（3）由水平方向x＝v0T，求出初速度v0．
（4）根据竖直方向ac间的平均速度求出b点竖直方向的分速度vy，由vy＝gt求出从抛出点到b点所经历的时间
【解答】解：（1）平抛运动在水平方向做匀速直线运动，a→b，b→c，c→d水平位移相等，所需时间相等．
（2）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，a→b，b→c竖直方向位移差为：
△y＝aT2＝gT2，T＝＝＝＝0.04s．
水平方向上有：x＝v0T，v0＝＝＝＝0.80m/s．
（4）设b点竖直方向的分速度vy，则有：vy＝＝＝0.60m/s，
故B点的速度为：vb＝＝0.10m/s；
故本题答案是：（1）相等；（2）0.80，1.0
13．如图所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景是边长为5cm的小方格，A．B．C是摄下的三个小球位置，则闪光的时间间隔为　0.1s　．小球抛出的初速度为　1.5m/s　．小球经过B点的竖直分速度为　2m/s　．（g取10m/s2）

【分析】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，根据竖直方向上相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出平抛运动的初速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的竖直分速度．
【解答】解：在竖直方向上，根据△y＝L＝gT2得，
T＝＝s＝0.1s；
小球平抛运动的初速度v0＝＝＝1.5m/s．
B点竖直分速度vyB＝＝＝m/s＝2m/s．
故答案为：0.1s，1.5m/s，2m/s．
14．在“探究平抛运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从　同一　位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．
B．安装好器材，注意　调整斜槽末端水平　，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．
（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
（2）上述实验步骤的合理顺序是　BAC　．

【分析】（1）该实验成功的关键是，确保小球每次抛出的初速度相同，而且初速度是水平的，因此实验过程中要特别注意这两点．
（2）实验步骤的排列要符合逻辑顺序，不能颠三倒四，要便于操作．
【解答】解：（1）该是实验中要保证每次小球做平抛运动的轨迹相同，这就要求小球平抛的初速度相同，而且初速度是水平的，因此在具体实验操作中要调整斜槽末端水平，同时让小多次从同一位置无初速度的释放．
（2）实验操作中要先安装仪器，然后进行实验操作，故实验顺序为：BAC．
故答案为：（1）同一；调整斜槽末端水平；（2）BAC
15．某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动．质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影．用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落．A球落到地面N点处，B球落到地面P点处．测得mA＝0.04kg，mB＝0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是　0.5　s，A球落地时的动能是　0.66　J（本空答案保留2位有效数字），此实验还可以验证平抛运动竖直方向的分运动为　自由落体　运动．（忽略空气阻力，g取9.8m/s2）

【分析】根据h＝求出B球落到P点的时间，结合A球的水平位移求出A求出初速度，根据动能动力求出A球落地时的动能．通过两球同时落地，得出A球竖直方向上的运动规律与B球的运动规律相同．
【解答】解：根据得，t＝．
则A球平抛运动的初速度．
根据动能定理得，．
则落地时A球的动能＝≈0.66J．
因为两球同时落地，知A球在竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．
故答案为：0.5，0.66，自由落体．
三．实验题（共1小题）
16．某同学在学习平拋运动时进行以下的实验：

（1）实验一：如图1所示，小球A沿圆弧轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S水平抛出，同时被电磁铁吸住的小球B自由下落。改变整个装置的高度H重复做同样的实验，发现位于同一高度的小球总是同时落地。该实验说明了A球在离开轨后　C　
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，运动到斜面顶端后做平拋运动，逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ获得不同的水平射程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拋出时的初速度v0＝　1.0　m/s。
【分析】（1）球A与球B同时释放，同时落地，由于B球做自由落体运动，A球做平抛运动，说明A球的竖直分运动与B球相同；
（2）由平抛运动的规律列出水平位移与夹角正切值的关系，即可求得小球水平抛出时的初速度，根据平抛水平和竖直方向的运动特点，列方程可正确求解。
【解答】解：（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，具有等时性，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＝gt2①
水平方向：x＝v0t ②
联立①②得：x＝tanθ
由图可得：k＝＝0.2
解得：v0＝1m/s；
故答案为：（1）C；（2）1.0。