问题 问答题

(1)如图(a)所示的实验装置:小球A沿竖直平面内的轨道滑下,轨道末端水平,A离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时从同一高度自由下落.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小球A、B总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后______.

(2)在某次实验中,测得小球A的平抛运动轨迹如图(b)所示,已知O点是小球做平抛运动的抛出点,x1=42cm,y1=19.6cm,y2=44.1cm,可计算出x2=______cm.

答案

(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A球在离开轨道后竖直分运动是自由落体运动;

(2)根据平抛运动的基本规律得:

y=

1
2
gt2

x=v0t

带入数据得:

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

故答案为:(1)在竖直方向上做自由落体运动

(2)63cm

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