2020-2021学年高中物理新人教版必修第二册 5.3 实验：探究平抛运动的特点 作业

第五章抛体运动
3 实验:探究平抛运动的特点
【基础巩固】
1.图甲是研究平抛物体运动的实验装置图,图乙是利用该装置拍摄的小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作的错误是()
A.斜槽轨道太光滑
B.斜槽轨道末端不水平
C.释放小球时速度不为0
D.从不同位置释放小球
答案:B
甲乙
2.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,用如图所示的装置进行实验.小锤击打弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落.关于该实验,下列说法不正确的是()
A.应选用体积小、密度大的小球
B.两球的质量应相等
C.应改变装置的高度,多次实验
D.应改变击打的力度,多次实验
答案:B
3.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)时撞开接触开关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多次实验,发现两个小球总是同时落地.该实验现象说明球A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
答案:C
4.下图是研究平抛运动的两个演示实验.图甲中当用锤子击打钢片时,A球水平飞出,B球自由下落,通过听声音知道两球在空中的运动时间相同.本实验说明平抛运动在方向的分运动是运动;乙图中电动小车上方有一电磁铁,通电时车子向左(或向右)做匀速直线运动,电磁铁吸住小钢球C,钢球正下方有一碗D,小车在水平桌面上运动时,切断电源,钢球恰落在碗内,本实验说明平抛运动在方向的分运动是运动.
甲乙
答案:竖直自由落体水平匀速直线
5.做研究平抛运动实验中利用钢球沿斜槽滚下,在竖直的白纸上记录小球经过的位置,然后得到运动轨迹.
(1)实验中除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、白纸之外,还需要下列器材中的,其中器材用来调整木板竖直,保证小球的轨迹平面与板面平行.(填字母序号)
A.刻度尺
B.停表
C.天平
D.弹簧测力计
E.铅垂线
(2)为减小实验误差,下列做法正确的是.(填字母序号)
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端必须水平
C.每次释放小球的位置必须相同
D.每次必须从静止开始释放小球
答案:(1)AE E(2)BCD
【拓展提高】
6.用图甲所示装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上.钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在挡板MN上.由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个点.移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列点.
甲乙
(1)下列实验条件必须满足的有.
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系.
①取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于起始点,钢球的(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应的白纸上的位置为原点;在确定y轴时(选填“需要”或“不需要”)y轴与铅垂线平行.
②若遗漏记录平抛运动轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据.如图乙所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC
的竖直间距分别是y1和y2,则y1
y2(选填“大于”“等于”或“小于”)1
3
.可求
得钢球平抛的初速度大小为(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示).
解析:(1)为了能画出平抛运动轨迹,必须保证小球做的是平抛运动,所以斜槽轨道不一定要光滑,但轨道末端必须是水平的.同时,要让小球总是从同一位置由静止释放,这样才能找到同一运动轨迹上的几个点,选项A错误,选项B、D正确.挡板只要能记录小球下落在不同高度时的不同的位置即可,不需要等间距变化,故选项C错误.
(2)①小球在运动中记录下的是其球心的位置,故原点也应是小球静置于起始点时球心对应的位置,故应以球心在白纸上的对应位置为坐标原点;小球在竖直方向的分运动是自由落体运动,故y轴必须与铅垂线平行.②如果A点
是抛出点,则钢球在竖直方向上的分运动是初速度为0的匀加速直线运动,则AB和BC的竖直间距之比为1∶3;但由于A点不是抛出点,故在A点已经具有竖直分速度,故竖直间距之比大于1∶3;由于两段水平距离相等,故时间相等,
根据y2-y1=g(Δt)2可知Δt=√y2-y1
g ,则初速度为v=x
Δt
=x√
y2-y1
.
答案:(1)BD(2)①球心需要②大于x√g
y2-y1。