2020-2021学年高中物理第五章曲线运动3实验研究平抛运动习题(全国通用版)必修2
2019_2020学年高中物理第五章曲线运动检3实验:研究平抛运动练习含解析新人教版必修2
3 实验:研究平抛运动记一记研究平抛运动知识体系1个方法——定点画轨迹1个原理——y-x2图象为直线,说明平抛轨迹为抛物线1个公式——v0=x g 2y辨一辨1.平抛运动的轨迹是抛物线.(√)2.斜槽末端切线必须水平.(√)3.同一次实验中可以让小球每次从不同高度滑下.(×)4.实验中选用实心铁球或者实心木球效果一样.(×)5.斜槽必须是光滑的.(×)想一想1.为什么斜槽末端必须水平?提示:只有斜槽末端水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动.2.为什么每次释放小球必须从斜槽的同一位置?提示:每次以同一位置释放小球,才能保证小球每次平抛的初速度相同,所描各点才在同一条抛物线上.3.为什么斜槽光滑与否对实验没有影响?提示:无论斜槽是否光滑,只要每次释放小球的位置相同,小球离开斜槽平抛的初速度即相同,其运动轨迹即相同.思考感悟:练一练1.[2019·云南省普通高中考试]在“探究平抛运动在水平方向的运动规律”的实验中,小球A沿斜槽滚下后从斜槽末端水平飞出.测得小球A下落的高度和水平位移如图所示,不计空气阻力,g取10 m/s2.则小球A做平抛运动的时间是______ s,小球A水平飞出时的速度大小是______m/s.答案:0.3 12.[2019·浙江4月选考]在“研究平抛运动”实验中:(1)图甲是用横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的装置,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________.A.球心 B.球的上端C.球的下端(多选)在此实验中,下列说法正确的是________.A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定(2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是________.A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平答案:(1)A BD (2)C3.[2019·重庆一中高一下月考]某物理小组的同学设计了一个研究类平抛运动的实验.如图,斜面ABCD倾角为θ,P、Q分别为AD、BC的中点,长为l的轻绳一端固定在P点,另一端固定一个可视为质点的质量为m的小球,静止在M点.现突然给小球一个初速度,轻绳恰好被拉断,小球沿切线方向飞出,恰好落在B点,重力加速度为g,则:(1)为求出小球在M点获得的初速度的大小,需要测量的物理量有________、________;(2)小球在M点获得的初速度大小为________(用你所测量的物理量的字母及已知量表示).答案:(1)MQ长度l QB长度x(2)x g sin θ2l要点一实验仪器与实验操作1.(多选)在做“研究平抛运动”实验时,下列说法正确的是( )A.安装有斜槽的木板时,一定要注意检查斜槽末端切线是否水平B.安装有斜槽的木板时,只要注意小球不与木板发生摩擦即可C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,计算平抛运动的初速度答案:ACD2.[2019·临沂高一检测](1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是________.A.游标卡尺 B.秒表C.坐标纸 D.天平E.弹簧测力计 F.重垂线(2)(多选)实验中,下列说法正确的是________.A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B.斜槽轨道必须光滑C.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D.斜槽轨道末端可以不水平解析:(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重垂线确定坐标轴的y轴.故C、F是需要的.(2)使小球从斜槽上同一位置滑下,才能保证每次的轨迹相同,A正确;斜槽没必要必须光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可,B错误;实验中记录的点越多,轨迹越精确,C正确;斜槽末端必须水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,D错误.答案:(1)CF (2)AC3.[2019·南昌高一检测]在“研究平抛物体的运动”的实验中:(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线成水平方向,检查方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y轴,竖直线是用________来确定的.(3)某同学建立的直角坐标系如图所示,设他在安装实验装置和其他操作时准确无误,只有一处失误,即是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析:(1)斜槽末端水平时小球处处平衡,放在槽口能静止不动.(2)用重垂线来确定竖直线最准确.(3)描绘小球的运动轨迹的起始位置时应描绘球心的位置,因此坐标原点应在平抛起点的球心位置,即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点.答案:见解析要点二数据处理4.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为5 cm ,如果g 取10 m/s 2,那么:(1)照相机的闪光频率是____________ Hz ; (2)小球运动中水平分速度的大小是________ m/s ; (3)小球经过B 点时的速度大小是________ m/s.解析:(1)因为x AB =x BC ,所以t AB =t BC .在竖直方向上,由Δy =gT 2得5×0.05-3×0.05=10T 2,解得T =0.1 s ,故闪光频率为10 Hz.(2)水平分速度v =x T =3×0.050.1m/s =1.5 m/s.(3)v By =y AC 2T =5+3×0.052×0.1m/s =2.0 m/s 又知v Bx =1.5 m/s所以v B =v 2Bx +v 2By = 1.52+2.02m/s =2.5 m/s. 答案:(1)10 (2)1.5 (3)2.5 5.在研究平抛运动的实验中,某同学只在竖直板面上记下了重垂线y 的方向,但忘了记下平抛的初位置,在坐标纸上描出了一段曲线轨迹,如图所示.现在曲线上取A 、B 两点,量出它们到y 轴的距离,AA ′=x 1,BB ′=x 2,以及AB 的竖直距离h ,(重力加速度为g )用这些量可以求得小球平抛时初速度为________.解析:设A ′、B ′点距坐标原点的距离分别为y 1、y 2,则y 1=12gt 21=g 2v 20x 21, y 2=y 1+h =12gt 22=g 2v 20x 22, 联立解得v 0= g 2hx 22-x 21. 答案: g 2hx 22-x 216.某实验小组同学在“研究平抛物体的运动”的实验中,只画出了如图所示的曲线,于是他在曲线上取水平距离Δx 相等的三点A 、B 、C ,量得Δx =0.2 m .又量出它们之间的竖直距离分别为h 1=0.1 m ,h 2=0.2 m ,利用这些数据,可求得:(g 取10 m/s 2)(1)物体抛出时的初速度为________ m/s ; (2)物体经过B 时竖直分速度为________m/s ; (3)抛出点在A 点上方高度为________m 处. 解析:(1)由Δh =h 2-h 1=gT 2得:T =h 2-h 1g =0.1 s ,所以v 0=ΔxT =2 m/s. (2)v By =h 1+h 22T=1.5 m/s. (3)y 0=y B -h 1=v 2By2g-h 1=0.012 5 m.答案:(1)2 (2)1.5 (3)0.012 5 7.如图所示,在研究平抛运动时,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 做同样的实验,发现位于同一高度的A 、B 两球总是同时落地.(1)该实验现象说明了A 球在离开轨道后________. A .水平方向的分运动是匀速直线运动 B .水平方向的分运动是匀加速直线运动 C .竖直方向的分运动是自由落体运动 D .竖直方向的分运动是匀速直线运动(2)实验中记录了如图所示的一段轨迹ABC .已知物体是由原点O 水平抛出的,C 点的坐标为( 60 cm ,45 cm),则平抛物体的初速度为v 0=________ m/s ,物体经过B 点时的速度v B =________m/s.(取g =10 m/s 2)解析:(1)观察到的现象是两球同时落地,可知小球A 在竖直方向上的运动规律与B 球相同,知A 球在竖直方向上做自由落体运动,故C 正确,A 、B 、D 错误.(2)由于O 点是平抛运动的起始点,因此根据平抛运动规律,水平方向有x =v 0t ,竖直方向有y =12gt 2,将x =60 cm 、y =45 cm 代入解得:v 0=2 m/s ;物体经过B 点时,水平方向有x B =v 0t ,竖直方向有v By =gt ,解得:v By =2 m/s ,故物体经过B 点时的速度大小为v B =v 20+v 2By =2 2 m/s.答案:(1)C (2)2 2 2基础达标1.[2019·首师大附中期中考试](1)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1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,改变高度,重复实验,观察到相同现象,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(2)在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹.如图2所示是用一张印有小方格的纸记录的轨迹,小方格的边长为L ,小球在平抛运动途中的几个位置如图2中的a 、b 、c 、d 所示,则由图2可知小球从a 运动到b 和从b运动到c的时间是________(选填“相等”或“不相等”)的,小球从a运动到b的时间Δt =________,小球做平抛运动的初速度的计算式为v0=________(用L、g表示).解析:(1)该实验是为了表明两小球是同时落地的,即表明A球在竖直方向的分运动与B球的运动完全相同,选项B正确.(2)小球做平抛运动,水平方向的分运动是匀速直线运动,由题图2可知,小球从a到b与从b到c的水平位移相等,因此时间相等.在竖直方向上,位移的增量满足关系L=g(Δt)2,则小球从a运动到b的时间为Δt=Lg.水平位移2L=v0Δt,结合前式可得v0=2gL.答案:(1)B (2)相等Lg2gL2.[2019·山东枣庄八中期中考试](1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上________.A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置必须不同C.每次必须由静止释放小球D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F.将小球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线(2)在“研究平抛运动”的实验中,让小球多次从斜槽上滚下,在白纸上依次记下小球的位置,同学甲和同学乙得到的记录纸分别如图1、2所示,从图中明显看出甲的实验错误是________,乙的实验错误是________.解析:(1)通过调节使斜槽的末端保持水平,可以确保初速度水平,每次释放小球的位置必须相同且由静止释放,这样才能保证初速度相同.记录距离大致均匀,便于描轨迹即可.小球运动时不与木板上的白纸相接触,防止影响运动轨迹,最后应将点用平滑的曲线相连,故选ACE.(2)用平滑曲线描绘出小球的运动轨迹,不难看出题图1中小球的初速度明显不沿水平方向,故可推知斜槽末端不水平.题图2中描绘的点零乱,难以形成一条平滑曲线,可推知初速度不是每次都相同,即静止释放小球的位置不同.答案:(1)ACE (2)斜槽末端不水平每次静止释放小球的位置不同3.[2019·江苏盐城中学期中考试]在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时采用如图所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于槽口附近处,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A ;将木板向远离槽口方向平移距离x ,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B ;将木板再向远离槽口方向平移距离x ,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,得到痕迹C .若测得木板每次移动距离x =10.00 cm ,A 、B 间距离y 1=4.78 cm ,B 、C 间距离y 2=14.58 cm.(g 取9.8 m/s 2)(1)根据以上直接测量的物理量得小球初速度为v 0=________(用题中所给字母表示). (2)小球初速度的测量值为________m/s(保留2位有效数字).解析:(1)因后两点在水平方向的位移相等,则运动时间相等,设为T ,竖直方向小球做匀加速直线运动,根据推论Δy =gT 2,即y 2-y 1=gT 2,得T =y 2-y 1g,再由水平方向x =v 0T ,有v 0=xT=xgy 2-y 1. (2)x =10.00 cm ,A 、B 间距离y 1=4.78 cm, B 、C 间距离y 2=14.58cm ,将数据代入得v 0=1.0 m/s.答案:(1)xgy 2-y 1(2)1.04.[2019·浙江乐成公立寄宿学校期中考试](1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹:A .通过调节使斜槽的末端保持________;B .每次释放小球的位置必须________(选填“相同”或“不同”);C .每次必须由________(选填“运动”或“静止”)释放小球;D .小球运动时不应与木板上的白纸相接触;E .将小球的位置记录在白纸上后,取下白纸,将点连成________(选填“折线”“直线”或“光滑曲线”).(2)某同学在做“研究平抛运动”的实验中,忘记记下小球抛出点的位置O ,如图所示,A 为小球运动一段时间后的位置.g 取10 m/s 2,根据图象,可知小球的初速度为________ m/s ,小球抛出点的位置O 的坐标为________.解析:(1)因为平抛运动的初速度方向沿水平方向,所以一定要使斜槽的末端保持水平,为了保证小球做平抛运动的初速度相同,每次由静止释放小球的位置必须相同,当将小球的位置记录在白纸上后,取下白纸,将点连成光滑曲线.(2)做平抛运动的小球在竖直方向上是初速度为零的匀加速直线运动,所以根据逐差法Δy =gT 2,可得T =Δyg=0.110m/s =0.1 s ,小球在水平方向上做匀速直线运动,所以小球的初速度为v 0=Δx T =0.20.1 m/s =2 m/s ,C 点竖直方向的速度v y C =h AE 2T =0.40.2m/s =2 m/s ,则从抛出点到A 点的时间为t =t C -T =0.2 s -0.1 s =0.1 s ,所以抛出点距离A 点的水平位移为v 0t =2×0.1 m=0.2 m =20 cm ,抛出点的横坐标为x =-20 cm ,抛出点离A 点的竖直位移为12gt 2=5 cm ,则抛出点的纵坐标为y =-5 cm.答案:(1)水平 相同 静止 光滑曲线 (2)2 (-20 cm ,-5 cm)5.[2019·上海市延安中学期中考试](多选)在探究平抛运动的规律时,可以选用如图所示的各种装置,下列操作合理的是________.A .选用装置1研究平抛物体竖直分运动,应该用眼睛看A 、B 两球是否同时落地 B .选用装置2时,要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,竖直管上端A 一定要低于水面C .选用装置3时,要获得钢球的平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球D .除上述装置外,也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧至几十帧的照片,获得平抛轨迹解析:选用装置1研究平抛物体的竖直分运动,不应该用眼睛看A 、B 两球是否同时落地,而应该用耳朵听是不是落地声音只有一次,A 错误;选用装置2时,要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,就要保持喷嘴处的压强不变,所以要求竖直管上端A 一定要低于水面,B 正确;选用装置3时,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才能保证每次钢球的抛出速度相同,C 错误;用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧至几十帧的照片,也可以获得平抛运动的轨迹,D 正确.答案:BD6.[2019·福建厦门一中期中考试]如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为1.25 cm ,如果取g =10 m/s 2,那么:(1)照相机的闪光频率是________Hz ;(2)小球运动的初速度大小是________m/s ;(3)小球运动至C 点的竖直速度是________m/s.解析:本题易错之处是把A 点直接当成抛出点.(1)小球在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上做匀速直线运动,从题图中可得从A 到B 和从B 到C 所用的时间相等,故根据Δh =gt 2可得t =0.05 s ,所以频率为f =1t =20 Hz.(2)小球的初速度为v 0=x t=0.75 m/s.(3)在竖直方向,v By =y AC t AC=0.75 m/s ,v Cy =v By +gt =1.25 m/s. 答案:(1)20 (2)0.75 (3)1.25能力达标7.[2019·湖南长沙雅礼中学期中考试]图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线________,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了保证每次小球平抛________.(2)图乙是实验取得的数据,其中O 点为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为______m/s.(g =9.8 m/s 2)(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长L =5 cm ,实验记录了小球在运动中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为________ m/s ,小球运动到B 点的竖直分速度为________m/s ,平抛运动初位置的坐标为________(如图丙所示,以O 点为原点,水平向右为x 轴正方向,竖直向下为y 轴正方向,g =10 m/s 2).解析:(1)平抛物体的初速度方向为水平方向,故应调节实验装置直到斜槽末端切线保持水平;每次让小球从同一位置由静止释放,小球下落高度相同才能保证每次平抛得到相同的初速度.(2)平抛运动可看做沿水平方向的匀速直线运动和自由落体运动的合运动,由h =12gt 2、x =v 0t 联立,代入h =0.196 m 、x =0.24 m 、g =9.8 m/s 2,可得小球做平抛运动的初速度v 0=1.2 m/s.(3)平抛运动可看做沿水平方向的匀速直线运动和自由落体运动的合运动,由题图丙可知从A 到B 及从B 到C 时,小球在水平方向通过的位移大小相等,由于水平方向为匀速直线运动故所用时间相同,设小球从抛出点到A 点运动时间为t 1,从A 点到B 点及B 点到C 点运动时间均为Δt ,则由自由落体运动的规律有Δh AB =12g (t 1+Δt )2-12gt 21,Δh BC =12g (t 1+2Δt )2-12g (t 1+Δt )2,联立两式可得Δh BC -Δh AB =g Δt 2,由题图丙可知Δh BC =0.25 m ,Δh AB =0.15 m ,代入g =10 m/s 2,解得Δt =0.1 s ,小球从A 点到B 点时水平位移为(6-2)×5 cm =20 cm ,由于水平方向做匀速直线运动,故v 0=0.20.1 m/s =2.0 m/s.在竖直方向上做匀加速直线运动,故小球在B 点的竖直分速度等于小球从A 点到C 点时竖直方向的平均速度,为v B 竖=8×0.052×0.1 m/s =2.0 m/s ;则小球从抛出点运动到B 点时所经过的时间t B =v B 竖g=0.2 s ,故平抛运动初位置的水平坐标x =6×0.05 m-v 0t B =-0.1 m ,竖直坐标y =4×0.05 m-12gt 2B =0,所以平抛运动初位置的坐标为(-0.1 m,0).答案:(1)水平 初速度相同 (2)1.2 (3)2.0 2.0 (-0.1 m,0)8.[2019·河南省信阳高级中学期末考试]在做“研究平抛运动”的实验时,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出平抛运动的初速度,实验装置如图甲所示.(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)关于这个实验,下列说法正确的是________.A.小球释放的初始位置越高越好B.每次小球要从同一高度由静止释放C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直D.小球的平抛运动要靠近木板但不接触(3)在做“研究平抛运动”的实验时,坐标纸应当固定在竖直的木板上,图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是________.图乙(4)某同学在描绘平抛运动轨迹时,得到的部分轨迹曲线如图乙所示.在曲线上取A、B、C三个点,测量得到A、B、C三点间竖直距离h1=10.20 cm,h2=20.20 cm,A、B、C三点间水平距离x1=x2=x=12.40 cm,g取10 m/s2,则小球平抛运动的初速度v0的计算式为________(用字母h1、h2、x、g表示),代入数据得其大小为________m/s.解析:(1)使小球做平抛运动,关键是使斜槽末端切线水平,判断是否水平可以采用:将小球放在斜槽的末端(或木板上)看小球能否静止,或用水平仪检查木板是否水平等方法.(2)小球释放的初始位置并非越高越好,若是太高,导致水平抛出的速度太大,实验难以操作,故A错误;因为要画同一运动的轨迹,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,故B正确;小球竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速运动,为了正确描绘其轨迹,必须确保坐标纸上的竖线是竖直的,故C正确;实验要求小球滚下时不能碰到竖直木板平面,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,故D正确.(3)斜槽末端是水平的,小球做平抛运动,要分解为水平和竖直方向的分运动,故方格纸应该水平竖直,坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在竖直木板上的投影重合,故C正确.(4)小球在竖直方向做匀变速直线运动,连续相等时间内的位移差为常数,可知h2-h1=gt2,所以t=h2-h1g,小球平抛运动的初速度大小为v0=xt=xgh2-h1,代入数据,解得v0=1.24m/s.答案:(1)将小球放在水平木板的任意位置,小球静止不动,则木板水平(或用水平仪检查木板是否水平等)g h2-h11.24(2)BCD (3)C (4)x。
高中物理人教版必修2习题:第五章 曲线运动 第3节 实验研究平抛运动 含答案
实验研究平抛运动(满分100分,45分钟完成)班级_______姓名_______第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题:本大题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确,选对的得6分,对而不全得3分。
选错或不选的得0分。
1.关于《研究平抛物体的运动》实验的目的是()A.求当地的重力加速度B.求平抛物体的加速度C.求平抛物体的初速度D.求平抛物体的位移2.下列哪些因素会使该实验的误差增大()A.小球与斜槽间有摩擦B.安装斜槽时其末端不水平C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点D.根据曲线计算平抛运动初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远3.在做《研究平抛物体的运动》的实验中,应采取下列哪些措施以减小实验误差()A.斜槽轨道末端切线必须水平B.斜槽轨道必须光滑C.每次要平衡摩擦力D.小球每次应从斜槽同一高度释放4.一个学生在《研究平抛物体的运动》的实验中描出了如图1所示的几个实验点,其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是()图1A.小球滚下的高度较其他各次高B.小球滚下的高度较其他各次低C.小球在运动中遇到其他各次没有遇到的阻碍D.小球开始滚下时,实验者已给了它一个初速度5.如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,下列说法中错误..的是()A.小球平抛的初速度不同B.小球每次均沿不同的抛物线运动C.小球在空中运动的时间每次均不相同D.小球通过相同的水平位移,所用时间均不相同6.在《研究平抛物体的运动》的实验中,测量v0时会产生误差,下列选项中与,误差无关的是()A.弧形槽与球间有摩擦B.弧形槽末端切线不水平C.小球受空气阻力D.小球每次自由滚下的位置不同7.《研究平抛物体的运动》实验的实验目的是()①描出平抛物体运动的轨迹②证明平抛物体的运动,是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动③求出平抛物体的初速度④求出平抛物体运动的位移A.①③B.①④ C.②③D.②④8.做《研究平抛物体的运动》实验时,已有下列器材:有孔的硬纸片、白纸、图钉、斜槽、刻度尺、小球,不需要的器材是()A.秒表B.平木板C.重锤线D.铅笔图2第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、填空、实验题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。
人教版必修2 第五章 曲线运动 第 3节 实验:研究平抛运动 同步练习(包含答案)
实验:研究平抛运动同步练习一.选择题(共5小题)1.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2.下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大()A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端水平C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点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3.如图所示,是两个研究平抛运动的演示实验装置,对于这两个演示实验的认识,下列说法正确的是()A.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在水平方向上做匀速运动B.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动C.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做匀加速运动D.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在竖直方向上做匀速直线运动4.如图是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
小方格的边长L=2.5cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,g=10m/s2,下列选项正确的是()A.斜槽轨道必须光滑B.每次释放小球时的位置越高,实验效果越好C.小球平抛的初速度v0=1.0m/sD.小球通过b点时的速度vb=1.5m/s5.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/sB.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二.填空题(共4小题)6.在“研究平抛物体运动”的实验中,(1)下列措施中能减小实验误差的措施为(选填序号)A.斜槽轨道末端切线必须水平B.斜槽轨道必须光滑C.每次要平衡摩擦力D.小球每次应从斜槽同一位置静止释放(2)小李同学得到的轨道如图所示,其中O点为平抛运动的起点,根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度v0= m/s,(g=9.8m/s2)7.如图为用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为5cm,g=10m/s2,则小球平抛的初速度v0= m/s;闪光频率f= Hz;小球过A点的速率vA= m/s8.某实验小组的同学利用如图所示的实验装置“研究平抛物体运动”,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
2020-2021学年物理人教版必修二5.3实验:研究平抛运动同步练习
2020-2021学年物理人教版必修二5.3实验:研究平抛运动同步练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.在研究平抛运动的实验中,为减小空气阻力对小球运动的影响,应采用( ) A.实心小铁球B.空心小铁球C.实心小木球D.以上三种小球都可以2.某同学在探究物体做平抛运动的实验时,他猜想到平抛运动的时间长短可能与下列因素相关,其中你认为正确的是()A.抛出点距离地面的竖直高度B.抛出点距离落地点的水平位移C.物体抛出时的水平速度D.物体的质量3.在做“研究平抛物体的运动”的实验中,在调整斜槽时,必须使斜槽末端切线方向水平。
这样做的目的是()A.为了使小球初速度大小每次相同B.为了使小球飞出时,初速度方向水平C.为了使小球运动轨迹是抛物线D.为了使小球在空中运动的时间每次都相等4.如图所示是研究平抛物体运动的演示实验装置,实验时,先用弹簧片C将B球紧压在DE间并与A球保持在同一水平面上,用小锤F击打弹簧片C,A球被水平抛出,同时B球自由下落。
实验几次,无论打击力大或小,仪器距离地面高或低,我们听到A、B两球总是同时落地,这个实验()A.说明平抛物体的运动水平方向是匀速运动B.说明平抛物体的运动的两个分运动具有同时性C.说明平抛物体的运动是自由落体和匀速直线运动的合运动D.说明平抛物体的运动在竖直方向上是自由落体运动,水平方向速度大小不影响竖直方向上的运动5.在“研究平抛物体运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置应是(设小球半径为r)()A.斜槽口末端O点B.斜槽口O点正上方r处C.斜槽口O点正前方r处D.小球位于槽末端时,球心在竖直平板上的水平投影点6.物理实验小组利用如图所示装置测量物体平抛运动的初速度。
他们经多次实验和计算后发现:在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺,让悬挂在抛出点处的重垂线的投影在刻度尺的零刻度线上,则利用小球在刻度尺上的落点位置,就可直观地得到小球做平抛运动的初速度。
高中物理 第五章 曲线运动 第3节 实验:研究平抛运动(含解析)
第3节实验:研究平抛运动一、实验目的1.通过实验进一步明确平抛物体的运动是竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。
2.学会利用平抛物体的运动轨迹来计算物体的初速度和寻找抛点。
二、实验构想利用实验室的器材装配图所示的装置,小钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做平抛运动。
每次都使小钢球在斜槽上同一位置滚下,小钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的,设法用铅笔描出小钢球经过的位置。
通过多次实验,在竖直白纸上记录小钢球所经过的多个位置,连起来就得到小钢球做平抛运动的轨迹。
三、实验器材小钢球、斜槽轨道、木板及竖直固定支架、坐标纸、图钉、重垂线、铅笔、三角板、刻度尺。
四、实验步骤1.安装斜槽轨道,使其末端保持水平。
2.固定木板上的坐标纸,使木板保持竖直状态,小球的运动轨迹与板面平行,坐标纸方格横线呈水平方向。
3.以小钢球在斜槽末端时,球心在木板上的水平投影为坐标原点沿重垂线画出y轴。
4.将小球从斜槽上的适当高度由静止释放,用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置。
5.重复步骤4,在坐标纸上记录多个位置。
6.在坐标纸上作出x轴,用平滑的曲线连接各个记录点,得到平抛运动的轨迹。
五、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x,y)。
(1)代数计算法:将某点(如A3点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标都近似成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线。
(2)图像法:建立yx2坐标系,根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是抛物线。
2.计算初速度在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A 、B 、C 、D 、E 、F ,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x ,y ),并记录在下面的表格中,已知g 值,利用公式y =12gt 2和x =v 0t ,求出小球做平抛运动的初速度v 0,最后算出v 0的平均值。
高中物理第五章-曲线运动 3 实验:研究平抛运动课时作业-新人教版必修
实验:研究平抛运动时间:45分钟一、单项选择题1.在做“研究平抛物体的运动”实验中,需要测量的物理量有( ) A .小球的质量B .小球的释放点到斜槽末端的竖直高度C .运动轨迹上某点到原点的距离D .运动轨迹上某点到原点的水平距离和竖直距离解析:该实验的目的是描轨迹和测初速度v 0.要测v 0需求出运动时间和水平位移大小,由t =2hg可知,求时间需要测小球的下落高度,即竖直位移.答案:D2.从同一高度以不同的速度水平抛出两个质量不同的石子,下列说法正确的是( ) A .初速度大的先落地 B .质量大的先落地 C .两个石子同时落地D .无法判断解析:依据x =v 0t ,h =12gt 2判断,重力加速度与质量无关,B 错误;水平方向为匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动,下落时间与水平速度无关,C 正确,A 、D 错误.故答案为C.答案:C3.如图所示,在研究平抛运动时,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 做同样的实验,发现位于同一高度的A 、B 两球总是同时落地.该实验现象说明了A 球在离开轨道后( )A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动解析:改变高度做实验,发现A、B仍同时落地,只能说明A球的竖直分运动与B球自由落体运动情况相同,故C项正确.答案:C4.从水平水管中喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹,从水柱的形状我们可以想到( ) A.由于水柱是向下弯曲的,它在竖直方向的速度应该越来越快B.由于水柱是向下弯曲的,它在竖直方向的速度应该越来越慢C.尽管水柱是向下弯曲的,它在竖直方向的速度应该是不变的D.从水柱是向下弯曲的这一现象,我们无法想到什么解析:从水平水管喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹,水柱弯曲方向向下,是因为受到重力的作用,且在竖直方向上加速,速度应该越来越快.答案:A5.做杂技表演的汽车从高台水平飞出,在空中运动一段时间后着地.记者从侧面用照相机通过多次曝光,拍摄到汽车在着地前后一段时间内的3幅运动照片,如图所示.已知相邻两次曝光的时间间隔相等,汽车的长度为l,则下列说法不正确的是( )A.从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小B.从左边一幅照片可推算出相邻两次曝光的时间间隔C.从中间一幅照片可推算出照片中间的小汽车对应时刻的速度D.从右边一幅照片可推算出汽车的水平分速度解析:由平抛运动的实验规律可得:小车在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,可以从图中读出水平方向的格数是汽车的水平位移,竖直方向由Δs=aT2可求出每段的时间间隔,从而求出水平速度,A、B正确;C项中,由匀变速运动规律v中=s2T得竖直分速度,与水平分速度矢量合成可求出中间对应时刻的速度.而D项中,小车已落地,不再符合平抛运动规律,无法推算.答案:D二、多项选择题6.在做“研究平抛物体的运动”实验时,下列说法正确的是( )A.安装有斜槽的木板时,一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直B.斜槽必须光滑C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动水平和竖直分运动的规律解析:做本实验必须使斜槽末端切线水平,使钉有坐标纸的木板竖直,以确保小球水平飞出和正确画出坐标轴.斜槽没必要必须光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可,选项B错误.小球每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下,可保证小球每次飞出的初速度相同.本实验的目的是描绘平抛运动轨迹,并计算平抛运动的初速度,D错误.答案:AC7.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,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.关于该实验,下列说法中正确的有( )A .两球的质量应相等B .两球应同时落地C .应改变装置的高度,多次实验D .实验也能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动解析:物体做自由落体运动的运动情况与物体的质量无关,两球质量没有必要相等,选项A 错误;改变装置的高度,且每次都同时落地,才能说明A 球在竖直方向做自由落体运动,选项B 、C 正确;本实验不能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动,选项D 错误.答案:BC8.如图所示,方格坐标每一小格边长为10 cm ,一物体做平抛运动时分别经过O 、a 、b 三点,重力加速度g 取10 m/s 2,则下列结论正确的是( )A .O 点就是抛出点B .a 点速度v a 与水平方向成45°角C .小球抛出速度v =1 m/sD .小球经过a 点的速度为132m/s 解析:由于O 、a 、b 三点水平方向距离相等,说明t Oa =t ab ,若O 点为抛出点,则在竖直方向连续相等时间内通过的位移之比为135,而从题图看,竖直方向相等时间内位移之比为12,所以O 点不是抛出点,故A 错.因O 到a 的位移方向与水平方向成45°,所以物体经过a 点时速度方向与水平方向夹角肯定大于45°,故B 错.根据匀变速直线运动公式a =Δs t 2,a =g =10 m/s 2,得t =Δsg=0.1 s =t Oa =t ab .水平方向匀速运动,速度v =v x =st=1 m/s ,故C 对.小球经过a 点时竖直方向分速度v ay =s Oby t Ob =0.30.2 m/s =1.5 m/s ,得v a =v 2x +v 2ay =132m/s ,故D 对.答案:CD 三、非选择题9.某同学课外研究平抛物体的运动,并将实验中测出的两物理量Q 和S 的数值填表如下,Q 和S 的单位相同但没有写出.(g 取10 m/s 2).(1)上表中Q (2)若上表中Q 和S 用的都是国际单位制中的单位,则平抛物体的水平速度为________m/s.解析:(1)由Q 和S 的变化规律知,Q 为平抛物体的水平位移,S 为平抛物体的竖直位移.(2)由表格可知,竖直方向上平抛物体在相等的时间间隔内通过的位移之差为Δy =0.10 m ,由Δy =gT 2,得T =Δyg=0.10 s .水平方向上平抛物体在相等时间内的位移x =0.20 m ,则平抛物体的水平速度为v 0=x T =0.200.10m/s =2.0 m/s.答案:(1)水平位移 竖直位移 (2)2.010.一个同学在“研究平抛物体的运动”实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离Δx 相等的三点A 、B 、C ,量得Δx =0.2 m .又量出它们之间的竖直距离分别为h 1=0.1 m ,h 2=0.2 m ,利用这些数据,可求得:(g 取10 m/s 2)(1)物体抛出时的初速度为________ m/s ; (2)物体经过B 点时竖直分速度为________m/s ; (3)抛出点在A 点上方的高度为________m 处.解析:(1)在竖直方向上,由Δy =gT 2得h 2-h 1=gT 2,即0.2 m -0.1 m =10T 2. 解得时间间隔T =0.1 s. 在水平方向上,由Δx =v 0T 得0.2 m =v 0×0.1 s,解得初速度v 0=2 m/s.(2)B 点是A 到C 过程中时间的中点,则竖直方向上AC 段的平均速度即为B 点的竖直分速度,有v By =vACy=h 1+h 22T =0.1+0.22×0.1m/s =1.5 m/s. (3)设抛出点与B 点的竖直高度为H ,则H =v 2By 2g =1.522×10m =0.112 5 m.故抛出点到A 点的竖直高度H A =H -h 1=0.012 5 m.另解:由v y =gt 知v By =gt B . 则抛出点到B 点的时间t B =1.510s =0.15 s. 则抛出点到A 点的时间t A =t B -T =0.05 s.可得抛出点距A 点的高度h A =12gt 2A =0.012 5 m.答案:(1)2 (2)1.5 (3)0.012 511.利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图甲所示,在悬点O 正下方有水平放置的炽热的电热丝P ,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,MN 为水平木板.已知悬线长为L ,悬点与木板间的距离OO ′=h (h >L ).(1)电热丝P 必须置于悬点正下方的理由是________________.(2)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落在木板上的C 点,O ′C =x ,则小球做平抛运动的初速度v 0=________.(3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向间的夹角θ,小球落点与O ′点的水平距离x 将随之改变,经多次实验,以x 2为纵坐标,cos θ为横坐标,得到如图乙所示图象,则当θ=30°时,x 为________m.解析:本题是利用单摆描绘平抛运动的轨迹,属实验原理的迁移应用. (1)使小球运动到悬点正下方时,速度为水平方向,保证小球做平抛运动.(2)小球做平抛运动的下落高度H =h -L ,满足h -L =12gt 2,x =v 0t ,由此得v 0=xgh -L. (3)由x 2-cos θ图象可知,x 2与cos θ的关系满足x 2=a cos θ+b ,将(0,2.0)和(1.0,0)代入,解得a =-2.0,b =2.0.则x 2与cos θ的关系为x 2=-2cos θ+2.当θ=30°时,可解得x ≈0.52 m.答案:(1)使小球运动的初速度v0为水平方向,以保证小球做平抛运动(2)xgh-L(3)0.52。
高中物理 第五章 曲线运动 3 实验 研究平抛运动测试题 新人教版必修2
第三节实验:研究平抛运动1.在“探究平抛运动的运动规律”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________滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置.B.按图安装好器材,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________.解析:(1)该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,方木板竖直且板面与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端放置,同时让小球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.答案:(1)同一位置无初速度调整斜槽末端水平,和方木板竖直且与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端(2)BAC2.(1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是________.A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧测力计F.重垂线(2)(多选)实验中,下列说法正确的是( )A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B.斜槽轨道必须光滑C.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D.斜槽轨道末端可以不水平解析:(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重垂线确定坐标轴的y轴.故C、F是需要的.(2)使小球从斜槽上同一位置滑下,才能保证每次的轨迹相同,A 正确.斜槽没必要必须光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可,B错误.实验中记录的点越多,轨迹越精确,C正确.斜槽末端必须水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,D错误.答案:(1)CF (2)AC3.图甲是“研究平抛运动”的实验装置图.(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛________.(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O 为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为________m/s.(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L =5 cm ,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为________m/s ;B 点的竖直分速度为________m/s.解析:(1)要使小球做平抛运动,斜槽末端切线应水平,同时为了使每次平抛的初速度相同,应让小球从同一位置由静止释放.(2)由x =v 0t ,y =12gt 2得v 0=x g 2y ,将(32.0,19.6)代入得v 0=0.32× 9.82×0.196m/s =1.6 m/s.(3)由图丙可知,小球由A →B 和由B →C 所用时间相等,且有Δy =gT 2,x =v 0T ,解得v 0=1.5 m/s ,v By =y AC 2T=2 m/s. 答案:(1)水平 初速度相同 (2)1.6 (3)1.5 24.(1)(多选)研究平抛运动,下面做法中可以减小实验误差的是( )A .使用密度大、体积小的钢球B .尽量减小钢球与斜槽间的摩擦C .实验时,让小球每次都从同一高度由静止开始滚下D .使斜槽末端的切线保持水平(2)某同学在做“研究平抛运动”的实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置O ,A 为小球运动一段时间后的位置,根据如图所示,求出小球做平抛运动的初速度为________m/s.解析:(1)研究平抛运动时,钢球体积越小,所受空气阻力越小,并且记录小球通过的位置越准确,A 正确;小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下,可保证小球的初速度不变,与钢球和斜槽间的摩擦无关,B 错误,C 正确;实验时必须使斜槽末端的切线水平,以确保小球水平飞出做平抛运动,D 正确.(2)由题图可知AB 、BC 间的竖直距离y AB =15 cm =0.15 m ,y BC =25 cm =0.25 m.因为x AB =x BC =0.20 m ,所以小球从A 运动到B 与从B 运动到C 的时间相同,设此时间为t . 由y BC -y AB =gt 2得t = y BC -y AB g =0.25-0.1510s =0.10 s. 又因为x AB =v 0t , 所以v 0=x AB t =0.200.10m/s =2.0 m/s. 答案:(1)ACD (2)2.05.某同学用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图乙所示.图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度代表0.10 m ,P 1、P 2和P 3是轨迹图线上的3个点,P 1和P 2、P 2和P 3之间的水平距离相等.完成下列填空(重力加速度取10 m/s 2):(1)设P 1、P 2和P 3的横坐标分别为x 1、x 2和x 3,纵坐标分别为y 1、y 2和y 3,从图中可读出|y 1-y 2|=________ m ,|y 1-y 3|=________ m ,|x 1-x 2|=________ m(保留两位小数).(2)若已测得抛出后小球在水平方向上做匀速运动.利用(1)中读取的数据,求出小球从P 1运动到P 2所用的时间为________ s ,小球抛出后的水平速度为________m/s.解析:(1)由题图知P 1、P 2的竖直间隔为6个小格,因此|y 1-y 2|=0.60 m ,P 1、P 3的竖直间隔为16个小格,因此|y 1-y 3|=1.60 m ,P 1、P 2的水平间隔为6个小格,因此|x 1-x 2|=0.60 m .(2)由于P 1和P 2、P 2和P 3之间的水平距离相等,所以P 1到P 2的时间与P 2到P 3的时间相等,设为t .根据物体在竖直方向做匀变速直线运动,有|y 3-y 2|-|y 2-y 1|=gt 2,代入数据得t =0.20 s.小球抛出后的水平速度v x =|x 1-x 2|t =0.600.20 m/s =3.0 m/s. 答案:(1)0.60 1.60 0.60 (2)0.20 3.0。
高中物理 第五章 曲线运动 3 实验 研究平抛运动课时训练 新人教版必修2(2021年最新整理)
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实验:研究平抛运动题组一实验原理与实验器材的选择1。
在“研究平抛物体的运动”的实验中,为减小空气阻力对小球的影响,选择小球时,应选择()A.实心小铁球 B。
空心小铁球C.实心小木球 D。
以上三种球都可以解析:平抛运动是只受重力作用的运动,为了减小小球在运动过程中所受空气阻力的影响,应选择体积小、密度和质量大的球,A正确。
答案:A2。
在做“研究平抛运动”实验中,下列措施有利于减小实验误差的是()A。
斜槽轨道必须光滑B。
以斜槽末端为坐标系的原点C.每次都要平衡摩擦力D.小球每次应从斜槽同一高度由静止释放解析:本实验对斜槽的要求是其末端必须水平,并不要求它非得光滑,A错;实验中也不要求平衡摩擦力,C错;建立坐标系时,将小球放于斜槽的末端,应选小球球心在白纸上的投影作为原点,B错;为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同,应将小球每次从斜槽同一高度由静止释放,D对。
答案:D3.三个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:(1)甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察并听到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明。
(2)乙同学采用如图乙所示的装置。
高中物理 第五章 曲线运动 3 实验研究平抛运动习题 新人教版必修2
3 实验研究平抛运动1.(多选)为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图L5-3-1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.关于该实验,下列说法中正确的有( )图L5-3-1A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度,多次实验D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动2.(多选)在做“研究平抛物体的运动”实验时,下列说法正确的是( )A.安装有斜槽的木板时,一定要注意木板是否竖直B.安装有斜槽的木板时,只要注意小球不和木板发生摩擦就可以C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律3.如图L5-3-2所示,两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处,轨道的末端水平,在它们相同位置上各安装一个电磁铁,两个电磁铁由同一个开关控制,通电后,两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B,断开开关,两个小球同时开始运动.离开圆弧轨道后,A球做平抛运动,B球进入一个光滑的水平轨道,则:图L5-3-2(1)B球进入水平轨道后将做________运动;改变A球所在圆弧轨道的高度,多次重复上述实验过程,总能观察到A球正好砸在B球上,由此现象可以得出的结论是____________________.(2)若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处,固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm,则可算出A铁球到达P点的速度为________m/s.(g取10m/s2,结果保留两位小数)4.某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图L5-3-3甲所示,A 是一块水平木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′……),槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B板插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放.每打完一点后,把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图所示.甲乙图L5-3-3(1)实验前应对实验装置反复调节,直到________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了________________________________________________________________________.(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了______________.(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹.5.实验室有斜槽等器材,装配图如图L5-3-4甲所示.钢球从斜槽上滚下,经过水平槽飞出后做平抛运动.每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下,钢球在空中做平抛运动,设法用铅笔描出钢球经过的位置,通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹.图L5-3-4(1)某同学在安装实验装置和进行其余的操作时都准确无误,他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示.他的错误之处是______________________________________________________________.(2)该同学根据自己所建立的坐标系,在描出的平抛运动轨迹图上任取一点(x,y),运用公式v0=xg2y求小球的初速度v0,这样测得的平抛初速度值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”).6.图L5-3-5为用频闪照相机拍摄一小球做平抛运动的照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm,g取10m/s2,求:(1)照相机的闪光频率;(2)小球运动中水平分速度的大小;(3)小球经过B点时的速度大小.图L5-3-57.如图L5-3-6所示,研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移.保持水平槽口距底板高度h=0.420m不变,改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d,记录在下表中.图L5-3-6v0/(m/s) 0.741 1.034 1.318 1.584t/ms 292.7 293.0 292.8 292.9d/cm 21.7 30.3 38.6 46.4(1)由表中数据可知,在h一定时,小球的水平位移d与其初速度v0成________关系.(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理=2hg=2×0.42010s=289.8ms,发现理论值与测量值之差约为3ms.经检查,实验及测量无误,其原因可能是________.(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后,另做了这个实验,竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t′理,但二者之差在3~7ms之间,且初速度越大则差值越小.对实验装置的安装进行检查,确认斜槽槽口与底座均水平,则导致偏差的原因是________.8.(1)在如图L5-3-7甲所示的实验中,A、B两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上是________运动.某同学设计了如图乙所示的实验:将两个相同的轨道固定在同一竖直平面内,最下端水平,其中轨道2与光滑水平轨道平滑相接.现把两个质量相等的小钢球从倾斜轨道的相同位置由静止同时释放,则他将观察到的现象是:在水平轨道上球1击中球2.这说明平抛运动在水平方向上是________运动.图L5-3-7(2)若用如图L5-3-8所示的平抛仪来做“研究平抛运动”的实验,该实验所需器材包括:附带金属小球的斜槽,木板及竖直固定支架,白纸,图钉,________,三角板,铅垂线,铅笔等.实验简要步骤如下:图L5-3-8A.让小球多次从________位置上由静止滚下,记下小球运动中的一系列位置.B.安装好器材,注意________,记下轨道末端O点和过O点的竖直线.C.测出曲线上某点的坐标x、y,用v=________算出小球在该点的瞬时速度.D.取下白纸,建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹.上述实验步骤的合理顺序是________.图L5-3-9(3)在“研究平抛物体的运动”的实验中,记录了如图L5-3-9所示的一段轨迹ABC.已知物体是由原点O水平抛出的,C点的坐标为(60cm,45cm),则平抛物体的初速度为v0=________m/s,物体经过B点时下落的高度为h B=________m.(g取10m/s2)1.BC [解析]平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动,故两球同时落地,B项正确;为了减小实验的误差,可以多次实验提高实验的准确性,C项正确;小球的质量对小球的运动没有影响,A项错误;A球水平方向的分运动无法确定,D项错误.2.ACD [解析]木板要竖直,保证描点准确,A项正确,B项错误;为保证小球每次做平抛运动的初速度相同,每次实验都要把小球从同一位置由静止释放,C项正确;实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律,进而求出初速度,D项正确.3.(1)匀速直线平抛运动的水平分运动是匀速直线运动(2)3.35[解析] (1)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度处滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度.小球A做平抛运动,小球B做匀速直线运动,两小球相遇,当改变A 球所在圆弧轨道所在的高度时,两球仍能相碰,则说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动.(2)小球做平抛运动,在竖直方向,有h =9L =12gt 2,v y =gt 在水平方向,有9L =v 0tA 到达P 点的速度为v =v 20+v 2y将L =5cm 代入,解得v≈3.35m/s.4.(1)斜轨末端水平、插槽P 0P 0′垂直斜轨末端并在斜轨末端正下方 使小球每次做平抛运动的初速度都相同 (2)使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离(3)如图所示5.(1)略 (2)偏大[解析] (1)直角坐标系的原点应建在钢球飞离槽口时球心的水平投影点处,它在槽口正上方r 处( r 为钢球半径),而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处.(2)由于坐标系的原点较实际偏下,即运用公式v 0=x g 2y求初速度时,y 偏小,所以求得的v 0值偏大.6.(1)10Hz (2)1.5m/s (3)2.5m/s[解析] (1)在竖直方向上有Δh =gT 2,其中Δh =2L =2×5cm =10cm ,所以照相机闪光周期T =0.1s ,频率f =10Hz.(2)水平方向有x AB =v 0T ,则v 0=x AB T=1.5m/s. (3)在B 点时竖直分速度大小为v y =y AC 2T=2m/s ,小球经过B 点时的速度大小v =v 20+v 2y =2.5m/s.7.(1)正比(2)计算时重力加速度取值(10m/s 2)大于实际值(3)光电门传感器安装在斜槽端口的内侧,传感器的中心离槽口还有一段很小的距离8.(1)自由落体 匀速直线(2)刻度尺 同一 让轨道末端水平 gx 22y +2gy BADC (3)2 0.2。
2020_2021学年新教材高中物理第五章抛体运动专题曲线运动的典型问题练习含解析新人教版必修第二册
曲线运动的典型问题(25分钟60分)一、单项选择题(此题共6小题,每一小题5分,共30分)1.一艘小船在静水中的速度为3 m/s,渡过一条宽150 m,水流速度为4 m/s的河流,如此该小船( )B.以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小为200 mC.渡河的时间可能少于50 sD.以最短位移渡河时,位移大小为150 m【解析】选B。
当船在静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短:t min==50 s,故C错误;船以最短时间50 s渡河时沿河岸的位移:x=v水t min=4×50 m=200 m,即到对岸时被冲下200 m,故B正确;因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形定如此求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸到达正对岸,所以最短位移大于河的宽度即大于150 m,故A、D错误,应当选B。
2.如下列图,一条小船位于200 m 宽的河正中A点处,从这里向下游100m处有一危险区,当时水流速度为4 m/s。
为了使小船避开危险区沿直线到达对岸,小船在静水中的速度至少是( )A.m/sB.m/sC.2 m/sD.4 m/s【解析】选C。
为恰好使小船避开危险区,小船应沿直线AB到达对岸,如下列图,如此有tanθ===,所以θ=30°。
当船头与AB垂直时,小船在静水中的速度最小,最小速度为v1=v2sinθ=2 m/s,故C正确。
3.如下列图,一条两岸平行的河流,水以一定的速度沿河岸的方向匀速流动,一条小船在静水中的速度为v。
假如船从A点出发,船头分别沿航线1、2方向行驶到对岸,航行方向与河岸的垂线方向夹角相等,两次航行时间分别为t1、t2,如此如下说法正确的答案是( )>t21=t21<t21【解析】选B。
小船在静水中速度一样,两次航行过程中,船头与河岸方向夹角一样,如此船沿垂直河岸方向的分速度一样,河宽度一定,如此船在河流中行驶时间一样,故B正确。
4.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。
2021年高中物理 第五章曲线运动 3 平抛练习 新人教版必修2
2021年高中物理第五章曲线运动 3 平抛练习新人教版必修2一、选择题1、一个物体以初速度v0水平抛出,经t秒时,其速度竖直方向分量和v大小相等,t等于:()A、B、C、D、2、一个物体以初速度v水平抛出,落地速度为v,则物体运动时间为:()A、B、C、D、3、如图所示,以水平初速度v=9.8m/s秒抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ=30°的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是:()A、 B、C、D、2s4、正在水平匀速飞行的飞机,每隔1秒种释放一个小球,先后共释放5个,不计空气阻力,则:()A、这5个小球在空中排成一条直线B、这5个小球在空中处在同一抛物上C、在空中,第1、2两球间的距离保持不变D、相邻两球的落地点间距离相等5、如图,A点处有一光源S,小球在A处平抛恰好落到墙角处的B点,则球在墙上影子的运动是:()A、匀速直线运动B、匀加速直线运动C、变加速直线运动D、无法确定6、如图所示,在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速v同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B,两侧斜坡的倾角分别为37°和53°,小球均落在坡面上,若不计空气阻力,则A和B两小球的运动时间之比为:( )A、3:4B、4:3C、9:16D、16:97、从同一高度h向同一方向水平抛出甲、乙两个小球,初速度分别为v1,v 2,且v1>v1,则落地时间t1:t2=__________,两球落地点相距Δx=__________。
8、从某一高度平抛一个物体,忽略空气阻力,如果落地前它的速度是v,则物体飞行时间为_________,抛出点到落地点高度为__________,射程为__________。
9、平抛一物体,抛出后第2S内的位移大小S=25m,g=10m/s2,则物体水平初速度v=_________m/s,抛出后第2S末的速度大小为_________1m/s,方向为_________。
新课标高中物理第五章曲线运动作业3实验:研究平抛运动新人教版必修2
课时作业(三)一、选择题1.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答案 B解析显然两球同时落到地面只能证明A、B球在竖直方向上运动情况相同,不能证明水平方向做匀速运动,故B项正确.2.安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是( ) A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线答案 B解析安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是保证小球以水平初速度抛出做平抛运动,故B项正确.3.(1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是( )A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧测力计F.重锤线(2)实验中,下列说法正确的是( )A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B.斜槽轨道必须光滑C.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D.斜槽轨道末端可以不水平答案(1)CF (2)AC解析 (1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重锤线确定坐标轴的y 轴.故C 、F 是需要的.(2)使小球从斜槽上同一位置滑下,才能保证每次的轨迹相同,A 项正确.斜槽没必要必须光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可,B 项错误.实验中记录的点越多,轨迹越精确,C 项正确.斜槽末端必须水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,D 项错误.4.(多选)在“研究平抛运动”的实验中,为了求平抛运动物体的初速度,需直接测量的数据有( )A .小球开始滚下的高度B .小球在空中飞行的时间C .运动轨迹上某点P 的水平坐标D .运动轨迹上某点P 的竖直坐标答案 CD解析 由平抛运动规律,竖直方向y =12gt 2,水平方向x =v 0t ,因此v 0=x g 2y ,可见只要测得轨迹上某点P 的水平坐标x 和竖直坐标y ,就可求出初速度v 0,故C 、D 项正确.5.(多选)下列哪些因素会使“研究平抛运动”的实验误差增大( )A .小球与斜槽之间有摩擦B .安装斜槽时其末端不水平C .建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点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 较远答案 BC解析 小球与斜槽之间有摩擦,只要保证小球每次从槽上由静止滚下的初始位置都相同,平抛时的初速度就都相同,不会引起误差.如果安装斜槽时其末端不水平,其运动不是平抛运动而是斜抛运动,那么就会引起误差.应以斜槽末端小球重心所在位置为坐标原点,否则会引起误差.计算点距抛出点O 越远,x 、y 值就越大,相对误差就越小.所以选B 、C 项.6.(多选)在做“研究物体的平抛运动”实验中,对于减小实验误差,下列说法中有益的是( )A .使斜槽尽量光滑B .描绘出的轨迹曲线应尽量细一些C .在轨迹上选取用于计算的点时,这些点的间隔应尽量大一些,使这些点分布在整个曲线上D .要多算出几个小球做平抛运动的初速度值,再对几个初速度值取平均值,作为最后测量结果答案 BCD解析 A 项不必要,只要保证小球每次从槽上由静止滚下的初始位置都相同,平抛时的初速度就都相同,不会引起误差.按C 项的叙述,可使计算点间的距离增大,这两条对于减小在轨迹图中测量长度的相对误差,都是有益的.按B 项的叙述,可以减小每次长度测量的偶然误差.按D 项的叙述,可以减小偶然误差.7.在“研究平抛物体的运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的A 、B 、C 三点的位置,取A 点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,下列说法正确的是( )A .小球抛出点的位置坐标是(0,0)B .小球抛出点的位置坐标是(-10,-5)C .小球平抛初速度为2 m/sD .小球平抛初速度为0.58 m/s答案 B解析 从图中可知其在相同时间间隔内竖直方向的位移分别是0.15 m 、0.25 m ,不是1∶3的关系,故可以判断小球抛出点的位置坐标不是(0,0),故A 项不正确.由y BC -y AB =gT 2可得T =0.1 s ,可知平抛的水平速度为v =0.10÷0.1 m/s =1 m/s ,故C 、D 两项均不正确.B点的竖直速度v B =y AC 2T =2 m/s ,竖直方向从起点到B 点的距离由v B 2=2gh 得,h =v B 22g=0.2 m ,故其起点在A 点上方5 cm 处,下落5 cm 所用时间为0.1 s ,故起点在水平方向上在原点左侧10 cm 处,故B 项是正确的.二、非选择题8.在做“研究平抛物体的运动”的实验时,通过描点法画出小球的平抛运动轨迹,并求出平抛运动的初速度.实验装置如图所示.(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法:_________________________________________________________________.(2)关于这个实验,以下说法正确的是( )A .小球释放的初始位置越高越好B .每次小球要从同一高度由静止释放C .实验前要用重锤线检查坐标纸上的竖直线是否竖直D .小球的平抛运动要靠近但不接触木板答案 (1)将小球放在斜槽的末端任一位置,看小球能否静止 (2)BCD解析 (1)小球放在斜槽的末端任一位置都静止,说明末端切线水平无倾角.(2)下落高度越高,初速度越大,一是位置不好用眼捕捉观察估测,二是坐标纸上描出的轨迹图线太靠上边,坐标纸利用不合理,A 项错误;每次从同一高度释放,保证小球每次具有相同的水平速度,B 项正确;木板要竖直且让球离开木板,以减少碰撞和摩擦,故C 、D 项正确.9.请你由平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法,提供的实验器材:弹射器(含弹丸,见示意图);铁架台(带有夹具);刻度尺.(1)画出实验示意图;(2)在安装弹射器时应注意:________;(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)________;(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中采取的方法________;(5)计算公式:________.答案 (1)如图(2)弹射器必须保持水平(3)弹丸下降的高度y 和水平射程x(4)多次测量取水平射程x 的平均值x -(5)v 0=x -g 2y解析 (1)由平抛运动的实验原理,实验示意图应如答案图所示;(2)为保证弹丸初速度沿水平方向,弹射器必须保持水平;(3)应测出弹丸下降的高度y 和水平射程x ,如答案图所示;(4)在不改变高度y 的条件下进行多次实验测量水平射程x ,求得水平射程x 的平均值x -,以减小误差;(5)因为y =12gt 2,所以t =2y g. 10.做杂技表演的汽车从高台水平飞出,在空中运动后着地,一架照相机通过多次曝光,拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片如图所示(虚线为正方形格子).已知汽车长度为3.6 m ,相邻两次曝光的时间间隔相等,由照片可推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为________ m/s ,高台离地面的高度为________ m.答案 12,11.25解析 由照片知在前两次曝光的时间间隔为T ,竖直位移之差:Δy =l =3.6 m又Δy =gT 2所以,曝光时间:T =Δy g = 3.610s =0.6 s 曝光时间内的水平位移:2l =7.2 m ,所以v 0=2l T =7.20.6m/s =12 m/s 第二次曝光时车的竖直速度:v y =3l 2T =3×3.62×0.6m/s =9 m/s 此时,车下落的时间:t 1=v y g =910s =0.9 s 从开始到落地的总时间:t =t 1+T =1.5 s故高台离地面的高度:h =12gt 2=12×10×1.52 m =11.25 m. 11.在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A ;将木板向远离槽口平移距离x ,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B ;又将木板再向远离槽口平移距离x ,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x =10.00 cm ,A 、B 间距离y 1=5.02 cm ,B 、C 间距离y 2=14.82 cm ,请回答以下问题(g =9.80 m/s 2):(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?_____________________ ___________________________________________________.(2)用测量的物理量写出小球初速度的表达式v 0=________.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v 0=________ m/s.答案 (1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同(2)x g y 2-y 1 (3)1.00解析(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球,是为了使小球有相同的初速度.(2)平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则物体从A到B和从B到C运动时间相等,设为T;则v0T=x竖直方向有y2-y1=gT2,解以上两式,得v0=xgy2-y1.(3)代入数据,解得v0=1.00 m/s.。
人教版高中物理必修2第五章 曲线运动3. 实验:研究平抛运动习题(4)
实验 研究平抛运动一 选择题1.某同学在做平抛实验中,在纸上记下了纵坐标y ,描出了如图所示的一段曲线,忘记标出抛出点的位置.为了求得初速度,他在曲线上取A 、B 两点,并用刻度尺分别量出它们到y 轴的距离x 1、x 2,以及AB 的竖直距离h ,则小球的初速度v 0和落到A 点时下落的竖直高度y 0应为下面的( )B A .初速度为h x x 22122- B .初速度为 h x x g 2(2122)- C .竖直高度21221x x h x - D .竖直高度为 2121)(x x h x - 2.如图2所示,有一段物体做平抛运动的轨迹,a 、b 、c 三点的位置在运动轨迹上已标出.其中x 、y 坐标轴分别沿水平方向和竖直方向,则下列说法错误的是( )AA .物体在a 点的速度方向是水平的B .物体的平抛初速度是2m/sC .从坐标原点到c 点的这段时间内小球的速度变化量为2m/sD .物体在b 点的速度大小为2.5m/s3.平抛运动规律可以概括为两点:一是水平方向做匀速直线运动;二是竖直方向做自由落体运动.做下面的实验研究平抛运动:在如图3所示的装置中,两个相同的弧形轨道M 、N 上端分别装有电磁铁C 、D .调节电磁铁C 、D 的高度,使AC=BD ,从而保证小球P 、Q 在轨道出口处的水平初速度相等,将小球P 、Q 分别吸在电磁铁C 、D 上,然后同时切断电源,两小球同时分别从轨道M 、N 的下端射出.结果两个小球到过E 处发生碰撞.则这个实验( A )A .只能说明上述规律中的第一条B .只能说明上述规律中的第二条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4.如图4所示的实验研究平抛运动时,用小锤去打击弹性金属片,A 球水平飞出,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( )BA .只能说明平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动B .只能说明平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动C .能同时说明以上两项D .不能说明上述规律中的任何一条5.在“研究平抛运动的实验当中”不会增大实验误差的是 ( )AA .斜槽与小球之间有摩擦B .斜槽末端的切线水平没有调好C .小球每次释放的位置不同D .安装有斜槽的方木板时,其重锤线与木板竖直线不对齐6.在实验操作前应该对实验进行适当的分析.研究平抛运动的实验装置示意如图5.小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放,原因是①保持抛出进的初速度每次都相同.并保持斜槽末端水平.原因是②保证每次都沿水平方向抛出.改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图1,2,3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为s 1,s 2,s 3,速度依次为v 1,v 2,v 3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是(C )A .s 2- s 1=s 3-s 2,v 2- v 1= v 3- v 2B .s 2- s 1>s 3-s 2,v 2- v 1= v 3- v 2C .s 2- s 1>s 3-s 2,v 2- v 1>v 3- v 2D .s 2- s 1<s 3-s 2,v 2- v 1>v 3- v 27.在做“研究平抛物体运动”的实验中,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外,下列器材中还需要的是( )CA .弹簧秤B .秒表C .重垂线D .天平8.用如图6所示装置研究平抛运动,要描绘小球做平抛运动的轨迹,下面做法中对减小误差没有帮助的是 (B )A .使用密度大、体积小的钢球B .尽量减小钢球与斜槽间的摩擦C.实验时,让小球每次都从同一高度由静止开始滚下D.使斜槽末端的切线保持水平9.在“研究平抛物体运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置应是()(设小球半径为r)DA.斜槽口末端O点B.斜槽口O点正上方r处C.斜槽口O点正前方r处D.小球位于槽末端时,球心在竖直平板上的水平投影点10.在研究平抛运动的实验中,下列说法正确的是()DA.可使小球每次从斜槽上不同的位置自由滑下B.斜槽轨道必须光滑C.斜槽轨道末端可以不水平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11.如图7所在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,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A、B两球总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后.将你认为正确的有()CA.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动12.在研究平抛运动时,某同学做了如图8所示的实验用小锤打击弹性金属片,A球水平飞出,同时B球被松开做自由落体运动.经过多次实验,他发现两球总是同时落地.这个实验说明了A球水平飞出后()BA.在竖直方向上的分运动是匀速直线运动B.在竖直方向上的分运动是自由落体运动C.在水平万间上的分运动是匀速直线运动D.在水平方向上的分运动是匀加速直线运动13.如图9所示,是利用闪光照相研究平抛运动的示意图,小球A由斜槽滚下,从桌边缘水平抛出,当它恰好离开桌边缘时,小球B也同时下落,闪光频率为10Hz的闪光器拍摄的照片中B球有四个像,像间距离已在图中标出,两球恰在位置4相碰,则A球离开桌面的速度为(g=10m/s2)()AA.1m/s B.2m/s C.3m/s D.4m/s14.为探究平抛运动的规律,小明利用了频闪照相方法.如图10,背景方格纸的边长为2.5cm,A、B、C、D是同一小球在频闪照相中拍下的四个连续的不同位置时的照片,g=10m/s2,则()CA.小球在A位置时,速度沿水平方向B.频闪照相相邻闪光的时间间隔为0.02sC.小球水平抛出的初速度为1.5m/s D.小球经过B点时其竖直分速度大小为1.5m/s 15.用如图11所示的演示器研究平抛运动,小球击打弹性金属片C,使A球沿水平方向飞出做平抛运动;与此同时,B球松开做自由落体运动.实验观察到的现象是()CA.A球先落地B.B球先落地C.A、B两球同时落地D.增大实验装置离地面的高度,重复上述实验,B球将先落地16.如图11所示,用平抛竖落仪做演示实验,A小球做平抛运动的同时B小球做自由落体运动,对这个实验观察到的现象和结论,下列描述正确是()AA.两小球同时到达地面,说明A小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动B.两小球同时到达地面,说明A小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动C.B小球先到达地面,说明运动路程越长,时间越长D.A小球初速度越大在空中运动时间越长17.在做“研究平抛运动”的实验时,下列说法不正确的是( )CA .安装有斜槽的平板时,一定要注意平板是否竖直B .安装斜槽时,要使斜槽末端切线水平C .每次实验小球可以从不同位置由静止释放D .实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律18.在研究平抛运动的实验中:让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为不正确的是( )DA .通过调节使斜槽的末端保持水平B .每次释放小球的位置必须相同C .每次必须由静止释放小球D .将球的位置记录在纸上后,用直尺将点连成折线19.研究平抛物体的运动,在安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是( )BA .保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B .保证小球飞出时,初速度水平C .保证小球在空中运动的时间每次都相等D .保证小球运动的轨道是一条抛物线20.某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图实所示的物体运动轨迹,a 、b 、c 三点的位置在运动轨迹上已经标出,则(g 取10m/s 2)( )CA .从a 到b 的时间小于从b 到c 的时间B .物体平抛的初始位置在O 点C .物体平抛的初速度大小为2m/sD .物体到达b 点时的速度大小为5m/s21.在“研究平抛运动”的实验中,已经用某种方法得到了一个物体做平抛运动轨迹中的一段,选取轨迹中的任意一点O 为坐标原点,水平方向建立x 轴,竖直方向建立y 轴.在x 轴作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3,设O A 1=A 1A 2=A 2A 3=l ;向下做垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M 1、M 2、M 3;过M 1、M 2、M 3做水平线与y 轴的交点分别为B 1、B 2、B 3.把O B 1的长度记为h 1,B 1B 2=h 2,B 2B 3=h 3.整个实验过程忽略空气阻力的影响.下列判断正确的是( )DA .h 1:h 2:h 3=1:4:9B .h 1:h 2:h 3=1:3:5C .平抛运动的初速度大小为12g l hD .平抛运动的初速度大小为21g l h h 二.填空题22.某同学在“探究平抛运动的规律”时做了以下操作.(1)先采用图甲所示装置,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,这说明 平抛运动在竖真方向上就是自由落体运动 .(2)接着他用频闪照相机得到小球做平抛运动的闪光照片,图乙是照片的一部分,正方形小方格每边长L=1.0cm ,闪光的快慢是每秒30次,则可以计算出小球做平抛运动的初速度是 0.6 m/s .1 图2 23.某同学通过实验对平抛运动进行研究,他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分,如图2.O 点不是抛出点,x 轴沿水平方向,由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是 2 m/s ,抛出点的坐标x= -0.2 m ,y= -0.05 m (g 取10m/s 2)24.(1)在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过打笔描点法画出小球平抛运动的轨迹. 为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上: ace . (a )通过调节使斜槽的末端保持水平 (b )每次释放小球的位置必须不同(c )每次必须由静止释放小球 (d )记录小球位置的铅笔每次应必须严格地等距离下降 (e )小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触(f )将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线(2)如图1是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片,背景方格纸的边长为2.5cm,A、B、C是同一小球在频闪照相中拍下的三个连续的不同位置时的照片,则:(g=10m/s2)①频闪照相相邻闪光的时间间隔0.05 s;②小球水平抛出的初速度v0= 1.5 m/s;③小球经过B点时其竖直分速度大小为v By= 0.75 m/s.25. 如图2所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,A球被金属片弹出做平抛运动,同时B 球做自由落体运动.通过观察发现:A球在空中运动的时间等于B球在空中运动的时间(选填“大于”、“等于”或“小于”);增大两小球初始点到水平地面的高度,再进行上述操作,通过观察发现:A球在空中运动的时间等于B球在空中运动的时间(选填“大于”、“等于”或“小于”).图1 图2 图326.利用所学物理知识解答下列问题:(1)“研究平抛物体的运动”实验的装置如图3甲所示,在实验前应调节将斜槽直至末端切线水平,实验时保证小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放.(2)某次实验记录由于没有记录抛出点,数据处理时选择A点为坐标原点(0,0),结合实验中重锤的情况确定坐标系,如图3乙中背景方格的边长均为0.05m,取g=l0m/s2,小球运动中水平分速度的大小是 1.5 m/s,小球经过B点时的速度大小是 2.5 m/s,小球平抛运动抛出点的x轴坐标为-0.2 m.27.三个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:(1)甲同学采用如图1甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地.改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动.图1 图2 图3(2)乙同学采用如图乙所示的装置,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看做与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是两球在水平面上碰撞.仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明平抛运动在水平方向上是匀速运动.(3)丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片,图中每个小方格的边长为L=1.25cm,则由图可求得拍摄时每0.036 s曝光一次,该小球做平抛运动的初速度大小为0.7 m/s.(g取9.8m/s2)28. (1)在“研究平抛物体的运动”实验中,下列说法正确的是 AB .A.将斜槽的末端切线调成水平B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.斜槽轨道必须光滑D.每次释放小球时的位置越高,实验效果越好(2)如图2实线为某质点平抛运动轨迹的一部分,AB、BC间水平距离△s1=△s2=0.4m,高度差△h1=0.25m,△h2=0.35m.(g=10m/s2)求:抛出初速度v0为4m/s ;由抛出点到A点的时间为0.2s ;质点运动到B点的速度为 5m/s .29.两个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验.(1)甲同学采用如图3甲所示的装置,用小锤打击弹性金属片,金属片把球A沿水平方向弹出,同时球B被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变球A被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动;(2)乙同学通过实验描迹得到平抛运动轨迹上A、B、C三点(如图乙所示),其坐标标记如图,坐标原点O为抛出点,y轴竖直向下,其中 B 点的位置或坐标的测量有明显的错误,请根据你认为正确的数据算出小球平抛的初速度v= 1 m/s(g=10m/s2).30.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的是AC .a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平b.每次小球释放的初始位置可以任意选择c.每次小球应从同一高度由静止释放d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图2中y-x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 C .(3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm,y2为45.0cm,A、B两点水平间距△x为40.0 cm,则平抛小球的初速度v0为2.0 m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度v C为 4.0 m/s(结果保留两位有效数字,g取10m/s2).31.三个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:(1)甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.(2)乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看做与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是P球击中Q球.仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动.(3)丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片,图中每个小方格的边长为L=1.25cm,则由图可求得拍摄时每 3.57×10-2 s曝光一次,该小球做平抛运动的初速度大小为0.7 m/s.(g=9.8m/s2)图1 图2 图332.在做“研究平抛运动”的实验时,只画出了如图所示的一部分曲线,在曲线上取A、B、C三点,测得它们的水平距离均为△x=0.2m,竖直距离h1=0.1m,h2=0.2m,则平抛物体的初速度v0= 2 m/s,抛出点距A的水平距离x= 0.1 m.(g取10m/s2)33.如图3所示,为一个探究平抛运动特点的实验,在课桌上用物理书弯成一个曲面,使曲面末端切线水平,右边缘A距竖直墙面x1=10cm.把白纸和复写纸帖在墙上,记录钢球的落点.①使钢球从曲面上某点由静止滚下打在墙上,记录落点为P;②将课桌向远离墙面方向移动使曲面右边缘A距竖直墙面 x2=20cm,使钢球从曲面上同一位置由静止滚下打在墙上,记录落点为N;③再次移动课桌,使曲面右边缘A距竖直墙面x3=30cm,钢球仍从曲面上同一位置由静止滚下打在墙上,记录落点为M;④测得OM=33cm,ON=58cm,OP=73cm.(1)实验中为了减小误差而采取的措施中正确的是BCD (填写选项前的字母).A.曲面应尽量光滑B.小球应选用体积较小的实心钢球C.曲面应相对桌面固定D.每次实验中均应重复几次后,再记录平均落点(2)小球在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动.由测得的数据可求出小球平抛的初速度为 1.0 m/s(不计空气阻力,g取10m/s2,结果保留2位有效数字).34. 在做“研究平抛物体的运动”实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,你认为正确的是ABFA.将斜槽的末端切线调成水平B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.斜槽轨道必须光滑D.小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止开始释放E.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线F.要使描出的轨迹更好地反应真实的运动,记录的点应适当多一些.35.在“研究平抛物体运动的实验”中,有以下两个探究问题:(1)在做这个实验时,下列情况或做法不会增大实验误差的是 AA.斜槽与小球之间有摩擦B.斜槽末端的切线水平没有调好C.小球每次释放的位置不同D.安装有斜槽的方木板时,其重锤线与木板竖直线不对齐(2)在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有正方形小方格的纸来记录轨迹,每个小方格的边长为 L=1.25cm,若小球在平抛运动过程中的几个位置如图1中的 a、b、c、d 所示,则小球平抛运动到 c 点时,c 点在竖直方向与抛出点的距离 y= 0.05 m,c 点的瞬时速度大小为 v c= 1.1 m/s(取 g=10m/s2).图1 图2 图336.如图2所示,某同学在研究平抛运动的实验中,在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹后,又在估计上取出a、b、c、d四个点(轨迹已擦去).已知小方格纸的边长L=2.5cm,g取10m/s2.请你根据小方格纸上的信息,通过分析计算完成下面几个问题:(1)小球从a→b 、b→c 、c→d 所经历的时间 相等 (填“相等”或“不相等”).(2)a 点 不是 (填是或不是)小球的抛出点.(3)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,根据小球从a→b 、b→c 、c→d 的竖直方向位移差,求出小球从a→b 、b→c 、c→d 所经历的时间是 0.05 s .(4)再根据水平位移,求出小球平抛运动的初速度的大小v 0= 1 m/s .37.如图3甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
高中物理曲线运动与平抛运动习题(2021年整理)
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曲线运动与平抛运动1、做曲线运动的物体,在运动过程中,一定变化的物理量是( )A 、速率B 、速度C 、加速度D 、合外力 2、做平抛运动的物体,在水平方向通过的最大距离取决于 ( ) A .物体的高度 B .物体受到的重力 C .物体的初速度 D .物体的加速度3、一物体从某高度以初速度v0水平抛出,落地时速度大小为vt ,则它运动时间为( )A 。
g v v t 0-B 。
g v v t 20-C 。
g v v t 222- D.g v v t 202-4、将一小球从距地面h 高处,以初速度0v 水平抛出,小球落地时速度为t v ,它的竖直分量为y v,则下列各式中计算小球在空中飞行时间t 正确的是( ) A .h g 2B .()g v v t 0-C .gv y D .yv h 25、如图所示,以9.8m/s 的水平初速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ为30° 的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是( )A 、sB 、sC 、s D 、2s6。
如图所示,在同一竖直平面内,小球a 、b 从高度不同的两点分别以初速度va 和vb 沿水平方向抛出,分别经过时间ta 和tb 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点。
2019_2020学年高中物理第五章曲线运动第3节实验:研究平抛运动课时作业(含解析)新人教版必修2
第3节实验:研究平抛运动1.利用如图所示的装置研究平抛运动。
为画出小球做平抛运动的轨迹,要求( D )A.小球必须用玻璃球B.斜槽必须是光滑的C.观察小球运动后,迅速用笔画出小球的运动轨迹D.小球每次必须从斜槽上相同的位置由静止释放解析:实验中要保证小球每次离开斜槽时的速度相同。
2.在做“研究平抛运动”实验时,下列操作正确的是( A )A.用重垂线确定y轴方向B.用目测判断斜槽末端切线是否水平C.用重垂线判断斜槽末端切线是否水平D.实验时需改变小球从轨道上释放的位置解析:实验中需要用重垂线确定y轴方向,A正确;检验斜槽末端是否水平的方法是:将小球放在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,看其是否会加速或减速运动,选项B,C错误;为保证小球每次离开斜槽的速度相同,小球每次必须从斜槽上相同的位置由静止释放,D 错误。
3.在“研究平抛运动”的实验中,不会增大实验误差的是( B )A.斜槽末端不水平B.斜槽与小球之间有摩擦C.每次自由滚落的高度不同D.小球飞行过程受到空气阻力解析:实验中只要保证小球每次离开斜槽的速度相同即可,斜槽和小球之间的摩擦对实验无影响。
4.在探究平抛运动的规律时,可以选用下列各种装置图,如图所示,以下操作不合理的是( C )A.选用装置1研究平抛物体竖直分运动,应该观察A,B两球是否同时落地B.选用装置2要获得稳定细水柱所显示的平抛轨迹,竖直管上端A一定要低于水面C.选用装置3要获得钢球平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球D.除上述装置外,也能用数码照相机以每秒15帧的影像拍摄钢球做平抛运动的轨迹解析:装置1中,只要两球同时落地,就说明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故A选项合理;装置2中,A管低于水面,而A管上端压强与大气压强相等,能够保证另一水管上端压强相等,提供稳定的压力,故B选项合理;装置3中,一定要让小球每次从同一位置由静止滚下,在水平端获得相同速度,故C选项不合理;也可以用相同时间内拍摄的照片获取平抛运动的轨迹,故D选项合理。
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3 实验研究平抛运动
1.(多选)为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图L5-3-1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.关于该实验,下列说法中正确的有( )
图L5-3-1
A.两球的质量应相等
B.两球应同时落地
C.应改变装置的高度,多次实验
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
2.(多选)在做“研究平抛物体的运动”实验时,下列说法正确的是( )
A.安装有斜槽的木板时,一定要注意木板是否竖直
B.安装有斜槽的木板时,只要注意小球不和木板发生摩擦就可以
C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律
3.如图L5-3-2所示,两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖
直板上的不同高度处,轨道的末端水平,在它们相同位置上各安装一个电磁铁,两个电磁铁由同一个开关控制,通电后,两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B,断开开关,两个小球同时开始运动.离开圆弧轨道后,A球做平抛运动,B球进入一个光滑的水平轨道,则:
图L5-3-2
(1)B球进入水平轨道后将做________运动;改变A球所在圆弧轨道的高度,多次重复上述实验过程,总能观察到A球正好砸在B球上,由此现象可以得出的结论是____________________.
(2)若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处,固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm,则可算出A铁球到达P点的速度为________m/s.(g取10m/s2,结果保留两位小数) 4.某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图L5-3-3甲所示,A是一块水平木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′……),槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B板插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放.每打完一点后,把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离 d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图所示.
甲
乙
图L5-3-3
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了___________________________________________________________ _____________.
(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了______________.
(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹.
5.实验室有斜槽等器材,装配图如图L5-3-4甲所示.钢球从斜槽上滚下,经过水平槽飞出后做平抛运动.每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下,钢球在空中做平抛运动,设法用铅笔描出钢球经过的位置,通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹.
图L5-3-4
(1)某同学在安装实验装置和进行其余的操作时都准确无误,他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示.他的错误之处是
___________________________________________________________ ___.
(2)该同学根据自己所建立的坐标系,在描出的平抛运动轨迹图
上任取一点(x,y),运用公式v0=x g
2y
求小球的初速度v0,这样测
得的平抛初速度值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”).
6.图L5-3-5为用频闪照相机拍摄一小球做平抛运动的照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm,g取10m/s2,求:
(1)照相机的闪光频率;
(2)小球运动中水平分速度的大小;
(3)小球经过B点时的速度大小.
图L5-3-5
7.如图L5-3-6所示,研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移.
保持水平槽口距底板高度h=0.420m不变,改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和
水平位移d,记录在下表中.
图L5-3-6
v0/(m/s)
0.74
11.03
4
1.31
8
1.58
4
t/ms
292.
7293.
292.
8
292.
9
d/cm21.730.338.646.4
(1)由表中数据可知,在h一定时,小球的水平位移d与其初速度v0成________关系.
(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理=2h
g
=
2×0.420
10
s=289.8ms,发现理论值与测量值之差约为3ms.经检查,实验及测量无误,其原因可能是________.
(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后,另做了这个实验,竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t′理,但二者之差在3~7ms之间,且初速度越大则差值越小.对实验装置的安装进行检查,确认斜槽槽口与底座均水平,则导致偏差的原因是________.8.(1)在如图L5-3-7甲所示的实验中,A、B两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上是________运动.某同学设计了如图乙所
示的实验:将两个相同的轨道固定在同一竖直平面内,最下端水平,其中轨道2与光滑水平轨道平滑相接.现把两个质量相等的小钢球从倾斜轨道的相同位置由静止同时释放,则他将观察到的现象是:在水平轨道上球1击中球2.这说明平抛运动在水平方向上是________运动.
图L5-3-7
(2)若用如图L5-3-8所示的平抛仪来做“研究平抛运动”的实验,该实验所需器材包括:附带金属小球的斜槽,木板及竖直固定支架,白纸,图钉,________,三角板,铅垂线,铅笔等.实验简要步骤如下:
图L5-3-8
A.让小球多次从________位置上由静止滚下,记下小球运动中的一系列位置.
B.安装好器材,注意________,记下轨道末端O点和过O点的竖直线.
C.测出曲线上某点的坐标x、y,用v=________算出小球在该点的瞬时速度.
D.取下白纸,建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹.
上述实验步骤的合理顺序是________.
图L5-3-9
(3)在“研究平抛物体的运动”的实验中,记录了如图L5-3-9所示的一段轨迹ABC.已知物体是由原点O水平抛出的,C点的坐标为(60cm,45cm),则平抛物体的初速度为v0=________m/s,物体经过B点时下落的高度为h B=________m.(g取10m/s2)
1.BC [解析]平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动,故两球同时落地,B项正确;为了减小实验的误差,可以多次实验提高实验的准确性,C项正确;小球的质量对小球的运动没有影响,A项错误;A球水平方向的分运动无法确定,D项错误.
2.ACD [解析]木板要竖直,保证描点准确,A项正确,B项错误;为保证小球每次做平抛运动的初速度相同,每次实验都要把小球从同一位置由静止释放,C项正确;实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律,进而求出初速度,D项正确.3.(1)匀速直线平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
(2)3.35
[解析] (1)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度处滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度.小球A做平抛运动,小球B做匀速直线运动,两小球相遇,当改变A球所在圆弧轨道所在的高度时,两球仍能相碰,则说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动.
(2)小球做平抛运动,在竖直方向,有h=9L=1
2
gt2,v y=gt
在水平方向,有9L=v0t
A到达P点的速度为v=v20+v2y
将L=5cm代入,解得v≈3.35m/s.
4.(1)斜轨末端水平、插槽P0P0′垂直斜轨末端并在斜轨末端正下方使小球每次做平抛运动的初速度都相同(2)使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离
(3)如图所示
5.(1)略(2)偏大
[解析] (1)直角坐标系的原点应建在钢球飞离槽口时球心的水平投影点处,它在槽口正上方r处( r为钢球半径),而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处.
(2)由于坐标系的原点较实际偏下,即运用公式v0=x g
2y
求初
速度时,y 偏小,所以求得的v 0值偏大.
6.(1)10Hz (2)1.5m/s (3)2.5m/s
[解析] (1)在竖直方向上有Δh =gT 2,其中Δh =2L =2×5cm =10cm ,所以照相机闪光周期T =0.1s ,频率f =10Hz.
(2)水平方向有x AB =v 0T ,则v 0=x AB T
=1.5m/s. (3)在B 点时竖直分速度大小为v y =y AC 2T
=2m/s ,小球经过B 点时的速度大小v =v 2
0+v 2y =2.5m/s.
7.(1)正比
(2)计算时重力加速度取值(10m/s 2)大于实际值
(3)光电门传感器安装在斜槽端口的内侧,传感器的中心离槽口还有一段很小的距离
8.(1)自由落体 匀速直线
(2)刻度尺 同一 让轨道末端水平 gx 22y
+2gy BADC (3)2 0.2
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