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

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．