Question

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．

Answer

（1） C （2）1.0,

【解析】

（1）[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）[2][3]．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．