Question

7．某物理興趣小組采用如圖所示的裝置研究平拋運動．質量分別為m_A和m_B的A、B小球處于同一高度，M為A球中心初始時在水平地面上的垂直投影．用小錘打擊彈性金屬片，使A球沿水平方向飛出，同時松開B球，B球自由下落．A球落到地面N點處，B球落到地面P點處．測得m_A=0.04kg，m_B=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N點間的距離為1.500m，則B球落到P點的時間是0.5s，A球落地時的動能是0.66J（答案保留2位有效數字），此實驗還可以驗證平拋運動豎直方向的分運動為自由落體運動．（忽略空氣阻力，g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 根據h=$\frac{1}{2}$gt²求出B球落到P點的時間，結合A球的水平位移求出A求出初速度，根據動能動力求出A球落地時的動能．通過兩球同時落地，得出A球豎直方向上的運動規律與B球的運動規律相同．

解答 解：根據h=$\frac{1}{2}$gt²得，t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×1.225}{9.8}}$s=0.5s．
則A球平拋運動的初速度v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{1.5}{0.5}$m/s=3m/s．
根據動能定理得，m_Agh=$\frac{1}{2}$m_Av²-$\frac{1}{2}$m_Av₀²．
則落地時A球的動能E_k=m_Agh+$\frac{1}{2}$m_Av₀²=0.04×9.8×1.225+$\frac{1}{2}$×0.04×9J≈0.66J．
因為兩球同時落地，知A球在豎直方向上的運動規律與B球相同，即平拋運動在豎直方向上做自由落體運動．
故答案為：0.5，0.66，自由落體．

點評 解決本題的關鍵知道平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，在水平方向上做勻速直線運動，結合運動學公式進行求解．