Question

（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

竖直分运动是自由落体运动

．
（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=

63

cm．

Answer 1

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）根据平抛运动水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，列出位移方程联立即可求解．

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

点评：本题关键将平抛运动正交分解后抓住题中的“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”，得出A球的竖直分运动与B球的运动相同．