2017-2018学年高中物理必修二检测：第五章第三节实验：研究平抛运动 Word版含解析
人教版高中物理必修第2册 第五章 抛体运动 3 实验 探究平抛运动的特点
O
A
B
C
x轴坐标
0
x1
x2
x3
y轴坐标
0
y1
y2
y3
2.方案二:分步研究水平和竖直两个方向的运动规律
步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点
(1)实验过程:在如图所示的实验中,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出, 做平抛运动;同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动。观察两球的运动轨迹,比 较它们落地时间的先后。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重 复实验,记录实验现象。 (2)实验现象:A、B两个小球同时开始运动,又同时落地。 (3)实验结论:A球在竖直方向上的分运动的运动性质和B球的运动性质相同,所以平 抛运动在竖直方向上的分运动是⑧ 自由落体 运动。 步骤2:探究平抛运动水平分运动的特点 (1)实验器材:斜槽(带小球)、⑨ 方木板 及竖直固定支架、白纸、复写纸、图 钉、重垂线、三角板、铅笔、⑩ 刻度尺 。 (2)实验过程 a.在如图所示的装置中,斜槽M末端水平。调节调平螺丝,使背板处于 竖直 平 面内,卡好倾斜挡板N。将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。
参考方案2:如图所示,分别在装置的右侧和上部用一束光照射小球,小球在运动过程中 便在木板上、地上留下影子,同时用频闪照相机拍摄小球运动过程中的位置以及在木 板上、地上留下的影子的位置,对比研究即可。此方案通过照片对比,直观性更强,操作 略繁琐。
通过竖直分运动的规律来获得水平分运动所发生的时间T (1)在“步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点”实验中,已经得出了平抛运动的 竖直分运动为自由落体运动,根据分运动与合运动具有等时性,我们知道平抛运动 的水平分运动和竖直分运动是同时发生的,所以可以通过竖直分运动来找相等的 时间间隔。
高中物理 必修二 5-3实验：研究平抛运动
gt2，在平抛运动轨迹的竖
课
时
课 直坐标轴y上，从原点O开始向下取一个坐标为h的点，再找到
作 业
堂
互 坐标为4h、9h、…的点．
动
探
究
第五章 3 第12页
RJ版 ·物理 ·必修2
主 干 知 识 梳 理
课
时
作
课
业
堂
互
动
探
究
(2)过这些点作水平线与轨迹分别交于A、B、C、…点，则
这些点就是每经过相等时间物体所到达的位置．如图所示．
究
第五章 3 第25页
RJ版 ·物理 ·必修2
主
干
知 识
1．(1)在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜
梳
理 槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________．
课
A．游标卡尺 B．秒表
时 作
课
业
堂 互
C．坐标纸
D．天平
动
探 究
E．弹簧测力计 F．重垂线
第五章 3 第26页
RJ版 ·物理 ·必修2
定纵坐标的．(2)做研究平抛运动的实验时，斜槽末端必须水
课 时
作
课 堂
平，以保证小球做平抛运动．使小球每次从斜槽上相同的位置
业
互
动 探
自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描画小球运动轨
究
迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点可舍去.
第五章 3 第29页
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数据处理与误差分析
识
梳 理
B．安装器材，注意__________________，记下平抛初位
置O点和过O点的竖直线；
[精品]新人教版物理必修二第五章3实验研究平抛运动及答案
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双基限时练(四) 实验：研究平抛运动1．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．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两球仍同时落地，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，故项正确．答案2．在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作合的是( )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．选用装置3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D．除上述装置外，也能用码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹解析选用装置1研究平抛物体竖直分运动，由于两个小球不是落在同一点，应该用耳朵听A、B两球是否同时落地，A操作不合；只有当装置2中竖直管上端A低于水面时才能保证出水口处水压恒定，水流速度恒定，就能获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，所以B操作合；选用装置图3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，才能保证平抛小球的初速度相同，所以操作不合．能用码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹，D操作合．答案BD3．在研究平抛运动实验中，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．实心小木球D．以上三种小球都可以解析为减小空气阻力对小球运动的影响，阻力和球的重力相比越小，影响越小，故A选项正确．答案 A4．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．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解析平抛运动初速度的大小不是由斜槽末端是否水平决定的，而是由小球释放点到斜槽水平端的竖直高度决定的，故A项不正确；研究平抛物体的运动，旨在弄清物体在水平和竖直两个方向上怎样运动，必须保证小球抛出时速度是水平的，并非要研究小球在空中运动的时间，故B项正确，项不正确；无论小球飞出的初速度是水平还是倾斜的，其运动轨迹都是一条抛物线，故D项不正确．答案 B5．下列哪些因素会使“探究平抛物体的运动”实验的误差增大( )A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平．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较远解析从本实验的实验目的看，就是要“描出平抛物体的运动轨迹，并求出平抛物体的初速度”，有时生认为如果小球与斜槽之间有摩擦，小球离开斜槽末端的平抛初速度比光滑斜槽的小，而错选了A 如果仔细考虑一下小球在斜槽中的运动，实验中要求“应使小球每次从槽上滚下时开始的位置都相同”，目的就是要保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等．而y＝错误！未定义书签。
2017-2018学年高中物理必修二学业分层测评：第5章 2-平抛运动 学业分层测评2 含答案 精品
学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)1．关于平抛运动，下列说法中错误的是( )A．平抛运动是匀变速运动B．做平抛运动的物体，在任何相等的时间内速度的变化量都是相等的C．平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动D．落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关【解析】做平抛运动的物体只受重力，加速度恒定，它是一个匀变速曲线运动，因此A正确．又由速度的变化量Δv与时间Δt的关系可得：Δv＝gΔt，即在任何相等的时间内速度的变化量相等，故B正确．平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动及竖直方向的自由落体运动，且落地时间t＝2hg，落地速度为v＝v2x＋v2y＝v20＋2gh，所以C对，D错．【答案】 D2．关于平抛运动的性质，以下说法中正确的是( )A．变加速运动B．匀变速运动C．匀速率曲线运动D．可能是两个匀速直线运动的合运动【解析】平抛运动是水平抛出且只在重力作用下的运动，所以是加速度恒为g的匀变速运动，故A、C错误，B正确．平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，所以D项错误．【答案】 B3．飞镖比赛是一项极具观赏性的体育比赛项目，在某届IDF(国际飞镖联合会)飞镖世界杯赛上，某一选手在距地面高h、离靶面的水平距离L处，将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，结果飞镖落在靶心正上方．如只改变h、L、m、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是(不计空气阻力)( )【导学号：50152012】图5212A．适当减少v0B．适当提高hC．适当减小m D．适当减小L【解析】 欲击中靶心，应该使h 减小或飞镖飞行的竖直位移增大．飞镖飞行中竖直方向y ＝12gt 2、水平方向L ＝v 0t ，得y ＝gL22v 0，使L 增大或v 0减小都能增大y ，选项A 正确．【答案】 A4．一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图5213中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )图5213A.1tan θB.12tan θC ．tan θD ．2tan θ【解析】 平抛运动的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角θ，有tan θ＝v 0v y ＝v 0gt，则下落高度与水平射程之比为y x ＝gt 22v 0t ＝gt 2v 0＝12tan θ，所以B 正确．【答案】 B5. (多选)某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球，结果球划着一条弧线飞到小桶的右侧(如图5214所示)．不计空气阻力，为了能把小球抛进小桶中，则下次再水平抛球时，他可能作出的调整为( )【导学号：50152013】图5214A ．减小初速度，抛出点高度不变B ．增大初速度，抛出点高度不变C ．初速度大小不变，降低抛出点高度D ．初速度大小不变，提高抛出点高度【解析】 设小球被抛出时的高度为h ，则h ＝12gt 2，小球从抛出到落地的水平位移s＝v 0t ，两式联立得s ＝v 02hg，根据题意，再次抛小球时，要使小球运动的水平位移s 减小，可以采用减小初速度v 0或降低抛出点高度h 的方法，故A 、C 正确．【答案】AC6.斜面上有P、R、S、T四个点，如图5215所示，PR＝RS＝ST，从P点正上方的Q 点以速度v水平抛出一个物体，物体落于R点，若从Q点以速度2v水平抛出一个物体，不计空气阻力，则物体落在斜面上的( )图5215A．R与S间的某一点B．S点C．S与T间某一点D．T点【解析】平抛运动的时间由下落的高度决定，下落的高度越高，运动时间越长．如果没有斜面，增加速度后物体下落至与R等高时恰位于S点的正下方，但实际当中斜面阻碍了物体的下落，物体会落在R与S点之间斜面上的某个位置，A项正确．【答案】 A7.有A、B两小球，B的质量为A的两倍．现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力．图5216中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是( )A．①B．② C．③D．④图5216【解析】不计空气阻力的情况下，两球沿同一方向以相同速率抛出，其运动轨迹是相同的，选项A正确．【答案】 A8．汽车以1.6 m/s的速度在水平地面上匀速行驶，汽车后壁货架上放有一小球(可视作质点)，架高1.8 m，由于前方事故，突然急刹车，汽车轮胎抱死，小球从架上落下．已知该汽车刹车后做加速度大小为4 m/s2的匀减速直线运动，忽略小球与架子间的摩擦及空气阻力，g取10 m/s2.求小球在车厢底板上落点距车后壁的距离.【导学号：50152014】图5217【解析】 汽车刹车后，小球做平抛运动：h ＝12gt 2得t ＝2hg＝0.6 s小球的水平位移为：s 2＝vt ＝0.96 m汽车做匀减速直线运动，刹车时间为t ′， 则：t ′＝v a＝0.4 s<0.6 s则汽车的实际位移为：s 1＝v 22a＝0.32 m故Δs ＝s 2－s 1＝0.64 m. 【答案】 0.64 m9.如图5218所示，在倾角为θ的斜面上A 点，以水平速度v 0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上B 点所用的时间为( )图5218A.2v 0sin θgB.2v 0tan θgC.v 0sin θg D.v 0tan θg【解析】 设小球从抛出至落到斜面上的时间为t ，在这段时间内水平位移和竖直位移分别为x ＝v 0t ，y ＝12gt 2.如图所示，由几何关系知tan θ＝y x＝12gt 2v 0t＝gt 2v 0， 所以小球的运动时间为t ＝2v 0gtan θ，B 正确．【答案】 B10.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高h ，如图5219所示．将甲、乙两球分别以v 1、v 2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，在下列条件中，乙球可能击中甲球的是()图5219A ．同时抛出，且v 1<v 2B ．甲先抛出，且v 1<v 2C ．甲先抛出，且v 1>v 2D ．甲后抛出，且v 1>v 2【解析】 若两球在空中相遇，很显然，小球甲的运动时间大于小球乙的运动时间，因此，必须先将甲抛出，选项A 、D 均错；从图示情况不难看出，甲、乙两球相遇前的水平位移相等，但甲的运动时间大于乙的运动时间，则甲的速度小于乙的速度，即v 1<v 2，选项B 正确，选项C 错误．【答案】 B11．(多选)一个做平抛运动的物体，从物体水平抛出开始发生水平位移为s 的时间内，它在竖直方向的位移为d 1；紧接着物体在发生第二个水平位移s 的时间内，它在竖直方向发生的位移为d 2.已知重力加速度为g ，则做平抛运动的物体的初速度为( )【导学号：50152015】A ．s gd 2－d 1B ．s g2d 1C.2s 2gd 1d 1－d 2D ．s3g 2d 2【解析】 从运动开始到发生水平位移s 的时间内，它在竖直方向的位移为d 1；根据平抛运动的规律可得水平方向上：s ＝v 0t ；竖直方向上：d 1＝12gt 2；联立可以求得初速度v 0＝sg2d 1，所以B 正确；在竖直方向上，物体做自由落体运动，根据Δx ＝gT 2可得d 2－d 1＝gT 2，所以时间的间隔T ＝d 2－d 1g ，所以平抛的初速度v 0＝sT＝s gd 2－d 1，所以A 正确；再根据匀变速直线运动的规律可知d 1d 2＝13，所以从一开始运动物体下降的高度为43d 2，由43d 2＝12g (2t )2，可得物体运动的时间间隔为t ＝2d 23g ，所以平抛的初速度v 0＝st ＝s 3g2d 2，所以D 正确；故选ABD. 【答案】 ABD12．如图5220所示，滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端滑下，滑下的过程中他突然发现在斜面底端有一个高h ＝1.4 m 、宽L ＝1.2 m 的长方体障碍物，为了不触及这个障碍物，他必须在距水平地面高度H ＝3.2 m 的A 点沿水平方向跳起离开斜面．忽略空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.(已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)，求：【导学号：50152016】图5220(1)若运动员不触及障碍物，他从A 点起跳后落至水平面的过程所经历的时间； (2)运动员为了不触及障碍物，他从A 点沿水平方向起跳的最小速度．【解析】 (1)运动员从斜面上起跳后沿竖直方向做自由落体运动，根据自由落体公式H ＝12gt 2解得：t ＝2Hg＝0.8 s.(2)为了不触及障碍物，运动员以速度v 沿水平方向起跳后竖直下落高度为H －h 时，他沿水平方向运动的距离为H cot 53°＋L ，设他在这段时间内运动的时间为t ′，则：H －h ＝12gt ′2，H cot 53°＋L ＝vt ′，联立解得v ＝6.0 m/s. 【答案】 (1)0.8 s (2)6.0 m/s。
2017-2018学年高中物理必修二学业分层测评：第5章 3-
学业分层测评(三)(建议用时：45分钟)1．“在探究平抛物体的运动规律” 实验的装置如图535所示，在实验前应( )图535A．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．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点D．测出平抛小球的质量【解析】根据平抛运动的特点及实验要求知A、B正确．【答案】AB2．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：图536A．让小球多次从________位置滚下，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．完成上述步骤，正确的实验顺序是__________________________________【解析】安装器材时，应使斜槽末端水平，以保证小球做平抛运动．实验中，每次小球应从同一位置下落，以保证每次的运动轨迹都相同．【答案】同一斜槽末端水平BAC3．(1)在研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是( )A．必须称出小球的质量B．斜槽轨道必须是光滑的C ．斜槽轨道末端必须是水平的D ．应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下(2)如图537所示，某同学在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L ＝5.00 cm ，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，则小球平抛的初速度为v 0＝________m/s(g 取值为10 m/s 2)，小球在b 点的速率v b ＝________m/s.(结果都保留两位有效数字)【导学号：50152018】图537【解析】 (1)本实验与小球的质量无关，故A 错误；该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，故B 错误；实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽轨道必须要水平，故C 正确；为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，故D 正确．故选CD.(2)从图中看出，a 、b 、c 、d 4个点间的水平位移均相等，是x ＝4L ，因此这4个点是等时间间隔点．竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即Δy ＝gT 2＝2L ，T ＝2L g ＝2×0.0510s ＝0.1 s初速度：v 0＝4L T ＝4×0.050.1 m/s ＝2.0 m/s ，v by ＝8L 2T ＝8×0.052×0.1m/s ＝2.0 m/s ， 因此v b ＝v 20＋v 2by ＝2 2 m/s≈2.8 m/s.【答案】 (1)CD (2)2.0 2.84.试根据平抛运动原理设计“ 测量弹射器弹丸出射初速度” 的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，如图538所示)、铁架台(带有夹具)、米尺. 【导学号：50152019】图538(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)为________；(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是_____________________________________________________________________________________________________________________________(5)计算公式为____________________________________________________________________________________________________________________【解析】 根据研究平抛运动的实验原理及平抛运动的规律，可以使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度求出时间，再测出水平位移求出其平抛的初速度．y ＝12gt 2，t ＝2y g ，而x ＝v 0t ，所以v 0＝x t ＝xg 2y. 【答案】 (1)如图(2)保持弹射器水平 (3)弹丸从弹出到落地水平位移为x ，下落高度y (4)多次实验，求平均值 (5)v 0＝x g 2y5．如图539所示为喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小刻度为毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究：图539(1)已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，找出研究其竖直分运动的方法，并证明竖直分运动是自由落体运动；(2)若g ＝10 m/s 2，试求水流喷出的速度．【解析】 (1)根据水平方向是匀速运动，可以按水平方向距离都等于2 cm 选取几个点，发现这几个点恰好落在坐标纸的交点上，如(2,1)、(4,4)、(6,9)等，可见在相等的时间间隔内，竖直方向的位移之比恰好等于1 ∶3 ∶5，从而证明了平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．(2)观察发现，水流在水平方向的位移是0.04 m 时，竖直方向的位移也是0.04 m ，根据h ＝12gt 2，得t ＝2h g＝2×0.0410 s ＝0.0894 s ，则水流喷出的速度v 0＝x t ＝0.040.0894 m/s ＝0.447 m/s.【答案】 (1)见解析(2)0.447 m/s。
2017-2018学年高一物理人教版必修2课件：5.3实验研究平抛运动
类型一
类型二
类型三
类型一 对实验原理和步骤的理解
【例题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,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.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用刻度尺将点连成折线
一
二
三
四
四、判断曲线是否是抛物线的方法 1.代数计算法:将所测量的各个点的x、y坐标分别代入y=ax2,看 计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。 2.图象法:建立y-x2坐标系,根据所测量的各个点的x、y坐标值分 别计算出对应的y值和x2值,在y-x2坐标系中描点,连接各点看是否在 一条直线上。
3.实验:研究平抛运动
1.能够描出平抛运动物体的轨迹。 2.能够判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。 3.能够求出平抛运动物体的初速度。
一
二
三
四
一、实验原理
平抛运动可看作两个分运动的合成:一个是水平方向的匀速直 线运动,另一个是竖直方向的自由落体运动。则水平方向 x=v 0t,竖直 方向 y =
1 ������������2, 令小球做平抛运动, 2
一
二
三
四
2.喷水法
如图所示,倒置的饮料瓶内装有水,瓶塞内插着两根两端开口的 细管,其中一根弯成水平,加上一个很细的喷嘴。 水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动 的轨迹。将它描在后面的纸上,进行分析处理。
2017-2018学年高中物理必修2教学案：第五章 第3节 实
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5-3-1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。
图5-3-1三、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)。
图5-3-2(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y -x2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＝12gt2和x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值。
人教版2018高一物理必修二第五章5.3：实验,研究平抛运动课时作业(含答案)-学习文档
第五章第三节基础夯实1．“在探究平抛物体的运动规律”实验的装置如图所示，在实验前应()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．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点D．测出平抛小球的质量答案：AB解析：根据平抛运动的特点及实验要求知A、B正确。
2．(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)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)C、F(2)A、C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。
3．(潍坊市2019～2019学年高一下学期期中)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_______________________。
(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。
2017人教版高中物理必修二第5章第3节《实验研究平抛运动2
2017人教版高中物理必修二第5章第3节《实验：研究平抛运动2第2节平抛运动第3节实验:研究平抛运动一、选择题（本题包括10小题,每小题给出的四个选项中，有的只有•个选项正确，有的有两个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选r错或不选的得0分，共60分〉1、关于平抛运动的叙述，下列说法不上嘯的就是（•）A、平抛运动就是•种在恒力作用下的曲线运动B、平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变C、平抛运动的速度人小就是时刻变化的D、平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角• 定越来越小2、质点从同•高度水平抛出，不计空气阻力，下列说法正确的就是（〉A、质量越人，水平位移越兴B、初速度越人，落地时竖直方向速度越人C、「初速度越人.空中运动时间越长D、初速度越人，落地速度越人3、•架飞机水平匀速飞行、从飞机上每隔• 1s释放•个铁球，先后释放4个，若不计空气阻力 ,从地面上观察4个小球（〉A、在空中任何时刻总就是扌*成抛物线，它们的落地点就是等间距的B、在空中任何时刻总就是押:成抛物线，它们的落地点就是不等间距的C、在空中任何时刻总在飞机的正下方，排成竖直的直线，它们的落地点就是等间距的D、在空中任何时刻总在飞机的正下方，押:成竖直的直线.它们的落地点就是不等间距的4、甲、乙两球位于同•竖直线上的不同位置，甲比乙高，如图1所示，甲、乙两球分别以的初速度沿同•水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的就是（〉图1A、同时抛出，且B、甲比乙后抛出，且C、甲比乙早抛出，且D、甲比乙早抛出,且A、B、C、D、6、小球从0点水平抛曲建立如图3所示的坐标系、•丫轴上,y轴沿竖直方向，从小B、C三点作州1的平行线，与小球运动轨迹交于弘M只三点，那么下列比值中不左血的就是（）A、小球在这三点的水平速度之比B、小球在0爪』记三段轨迹上运动的时间之比C、小球在这三点的竖宜分速度之比D、7、关于平抛运动，下列说法正确的就是（）A、以•定的初速度将小金属球水平抛出后，小金属球的运动可瞧成平抛运动B、以•定的初速度将物体水平抛出后，该物体•定做平抛运动C、以•定的初速度将白纸水平抛出后，这张白纸在空气中•定做平抛运动D、在真空室中将鸡毛以•定的初速度水平抛出，该鸡毛•定做平抛运动8、物体在做平抛运动中，在相等时间内，下列哪些量相等（〉A、速度的增量B、加速度C、位移的增量D、位移9、如图4所示，•战斗机由东向西沿水平方向匀速飞行，发现地而目标P后开始瞄准并投掷炸弹，若炸弹恰好击中目标只则（假设投弹后，飞机仍以原速度水平匀速飞行，不计空气阻力）（）西................ 半…・•东5、如图「2所示.在•次空地演习中,离地高处的飞机发射•颗炸弹，炸弹以水平速度飞出欲轰炸地面目标，反应灵敬的地闻拦截系统同时以速度竖直向上发射炮弹进行拦截、设飞机发射炸弹时与图4建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分拦截系统的水平距离为，若拦截成功，不计空气阻力，则、的关系应满足（）II图2A、此时飞机正在尸点正上方B、此时飞机就是否处在P点正上方取决于飞机飞行速度的大小C、飞行员听到爆炸声时，飞机正处在P点正上方D、飞行员听到爆炸声时，飞机正处在尸点偏西• 些的位置10、2010年10月1日，我国成功发射"嫦娥二号”探月卫星，比“嫦娥•号”离月球更近•些，下・步我国的航天目标为登上月球、己知月球上的重力加速度为地球上的六分之若分别在地球与月球衣面相同高度处，以相同初速度平抛相同质量的小球（不计空气阻力），则下列判断正确的「就是（）A、平抛运动时间B、水平射程C、落地瞬间的速度D、落地速度与水平面的夹角二、计算題（本趣共3小题，共40分、解答时应写出必要的文字说明、方程式与重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分、有数值计算的题.答案中必须明确写出数值与单位）1 r 1、（10分）了弹射出时具有水平初速度，有五个等大的直径为的环悬挂着，枪口离环中心，且与第4个环的环心处在同•水平线上，如图5所示、求 :（不计空气阻力，取）（1）开枪的同时,细绳被烧断，/弹能击中第几个环？（2）开枪前0、1s细绳彼烧断，（弹能击中第几个环？12、（15分）如图6为•小球做平抛运动的闪「光照片的•部分、图中方格每边长为5cm,取、求小球的水平分速度与小球在万点时的竖直分速度、13、（15分）如图7所示，水平屋顶高■墙高，墙到房子的距离，墙外马路宽，小球从房顶水平飞出，落在墙外的马路上，求小球离开房顶时的速度、（取）第2节平抛运动第3节实验:研究平抛运动得分: _________11、12、13、第2节平抛运动第3节实验：研究平抛运动参考答案一、选择题1、B解析：平抛运动物体只受重力作用，故A正确：平抛运动就是曲线运型，速度时刻变化, 由知合速度在增大，故C正确;对平抛物体的速度方向与加速度力向的夹角，有，因•直增人，所以变小，故D正确,B错误、本题应选B、2、D解析：平抛运动中，水平方向上，竖直方向上，，而末速度，故D正确,A. B、C错、3、C解析：因为铁球从飞机上释放后做平抛运动，在水平方向上有与飞机相同的速度、不论铁球何时从飞机上释放，铁球与飞机在水平方向上都无相对运动、铁球同时还做自由落体运动, 它在竖直方向将离飞机越来越远、所以4个球在落地前始终处于飞机的正下方，并扌Ik成•条直线，又因为从飞机上每隔1 s释放1个球，而每个球在空中运动的时间又就是相等的，所以这4 个球落地的时间也依次相差1 s,它们的落地点必然就是等间距的、若以飞机为参考系观察4 个铁球，它们都做自由落体运动、4、D解析:两球竖虎方向均做冋由落体运动，要相遇，甲竖直位移比乙人，甲应早抛，乙应晚抛，要使两球水平位移相等，乙速度必须比甲大，故只有D对、5、B解析:炸弹水平位移为时用时,竖直下落的高度为，要使发射的炮弹拦截成功，必须在时间内上升高度为，即，代入数据解得：，所以B正确.6、B解析：因为平抛运动可分解为水平方向的匀速宜线运动与竖直方向的H由落体运动，由题总知，故小球在三段轨迹上运动的时间相等，故A正确，B错误：由于，又由知…，所以，故C正确；由于为竖直分位移，由知D正确.7、A D解析：物体做平抛运动有两个条件：(1)初速度沿水平方向：(2)只受重力作用、A中金属球所受空气阻力可忽略不计，满足做平抛运动的两个「条件＞WiltA正确;B中的物体所受阻力不•定能忽略,B 不正确：C中白纸抛出后空气阻力不能忽略，不满足条件(2), C不正确;D中鸡毛满足条件⑴、⑵,D 正确、8、A B解析：平抛运动就是匀变速曲线运动,加速度就是恒定的，B正确;平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动与竖宜方向的自由落体运动，任意相等时间内的速度改变量均「竖宜向下，且,A正确;在相等时间内，水平位移相等，而「竖直位移的变化就是随时间增人的，所以位移不就是均匀变化的,C、D错误、9、AD解析:炸弹离开飞机时水平方向的速度与飞机的速度相同，因此炸弹落地时.飞机淀在尸点正上方,A 正确,「B错误;但当爆炸声传到飞行员「的耳中时，飞机又向西飞行/ •段距离，故D正确,C 错误.10、A B解析：因为，由知，，故A对；又初速度相同，由知I,,故B对;落地时的速度，在竖直方向上■由知,,水平方向上相同,所以落地时,,故C错；由知,，故D错.二、计算题11、（1）第4个环（2）第1个环解析：（1）了弹能击中第4个环，I対竖直方向运动完全相同、（2）开枪后，了弹的竖直位移・环发生的竖直位移为，而，贝叭所以,子弹应击中第1个环、12、解析：由题图知，A.万间与乙C间的运动时间相等、注总川点不•定就是抛出点、此题需利用竖直方向上求解、由图知，又，则闪光周期、所以•小球的水平分速度、在竖宜方向上，万点的竖直分速度等于艮傲平均速度的竖亡分量、故、13、解析：设小球恰好越过墙的边缘时的水平初速度为，由平抛运动规律可知：①②由①②得：又设小球恰落到路沿时的水平初速度为，由平抛运动的规律得：③④由③④得：所以小球离开房顶时的速度为、本资料由书利华教冇网（WWW. shulihua、net）为您整理，全国最大的免费教学资源网.。
人教版物理必修二第五章第三节-实验：研究平抛运动资料
1.喷水法
如图5－3－2所示，倒置的饮料瓶
内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的
细管，其中一根弯成水平，加上一个很 细的喷嘴。
图5－3－2
水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示
了平抛运动的轨迹。将它描在背后的纸上，进行分析处理。
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2．频闪照相法 用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹， 如图5－3－3所示。 由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的， 只要测量相邻两照片上小球的水平位移， 就很容易判断平抛运动水平方向上的运动特点。 图5－3－3
八
[例1] 在“探究平抛物体的运动规律”的实验中，可以 描绘出小球做平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从________位置上滚下，记下小球碰 到铅笔笔尖的一系列位置。
B．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，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹。
求出不同的点是a看
y
看是否一样，若各
M3
组的a值差不多，则
说明轨迹是一条抛
物线。
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1 2 3 45
水平位移x 竖直位移y a值（a=y/x)
y= a x2
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探究点2、如何根据已有的轨迹求出平抛
的初速？
O
x
1、在轨迹上取一个 x 点量出它的水平位
移x和竖直位移y
y
2、由y=gt2/2求
出时间
M
[答案] 2 Lg 0.70 m/s
[例3] 试根据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。提供的实验器材有：弹射器(含弹 丸)、铁架台(带有夹具)、米尺。
高中物理必修二检测：第五章第三节实验：研究平抛运动
第五章曲线运动第三节实验：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)(多选)在研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是( )A．必须称出小球的质量B．斜槽轨道必须是光滑的C．斜槽轨道末端必须是水平的D．应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下(2)如图所示，某同学在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝5.00 cm，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取10 m/s2.则：①小球平抛的初速度v0＝________m/s，小球在b点的速率v b＝________m/s(结果保留两位有效数字)．②a点________抛出点(选填“是”或“不是”)．解析：(1)本实验与小球的质量无关，故A错误；该实验要求小球每次抛出的初速度要相同并且水平，因此要求小球从同一位置由静止释放，至于斜槽末端是否光滑对实验没有影响，故B错误；实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度，所以斜槽轨道末端必须水平，故C正确；为确保小球有相同的水平初速度，则要求每次将小球从同一位置无初速度释放，故D 正确．(2)①从题图中可看出，a、b、c、d4个点间的水平位移均相等，x＝4L，因此这4个点是等时间间隔点．竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即Δy＝gT2＝2L，T＝2Lg＝2×0.0510s＝0.1 s，初速度v0＝4LT＝4×0.050.1m/s＝2.0m/s，v by＝y ac2T＝8L2T＝8×0.052×0.1m/s＝2.0 m/s，因此v b＝v20＋v2by＝ 2.02＋2.02 m/s＝2 2 m/s≈2.8 m/s.②v ay＝v by－gT＝2.0 m/s－10×0.1 m/s＝1 m/s≠0，则a点不是抛出点．答案：(1)CD (2)①2.0 2.8 ②不是3.(1)如图甲所示，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，该实验现象说明了A球在离开轨道后( )图甲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)研究平抛运动时，某同学设计了如图乙所示的实验：将两个相同的倾斜滑道固定在同一竖直平面内，最下端水平，滑道2与光滑水平板平滑相接．把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止开始同时释放，则他将观察到的现象是_________________________________________________________________________.这说明_____________________________________________________________________________________________________.图乙(3)(多选)在做平抛运动实验时，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，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是( )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．用铅笔记录小球位置时，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(4)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的其中一部分照片，图中正方形方格的边长为5 cm，g取10 m/s2，则：①闪光频率是________Hz；②小球运动的水平分速度为________m/s；③小球经过B点时速度的大小为________m/s.解析：(1)A球与B球同时释放，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A球的运动沿水平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球的竖直分运动的时间与B球的运动时间相等，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，说明在任意时刻两球在同一高度，即A球的竖直分运动与B球的运动完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故选C.(2)两钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，球1离开滑道后做平抛运动，球2做匀速直线运动，水平方向速度相同，观察到的现象是球1落到光滑水平板上并击中球2，说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动．(3)通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A正确；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错误，C正确；用铅笔记录小球位置时，每次不必严格地等距离下降，故D错误；实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，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E正确；将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线，故F错误．(4)①在竖直方向上，根据Δy＝2L＝gT2，得闪光相等的时间间隔T＝2L g＝2×0.0510s＝0.1 s，频率f＝1T＝10 Hz.②小球做平抛运动的初速度v0＝3LT＝0.150.1m/s＝1.5 m/s.③B点的竖直分速度v y＝8L2T＝0.40.2m/s＝2 m/s，则小球经过B点时的速度大小为v B＝v20＋v2y＝2.5 m/s.答案：(1)C (2)两个小球将发生碰撞平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动(3)ACE (4)①10②1.5③2.54．(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)图甲是研究小球在斜面上做平抛运动的实验装置，每次将小球从弧形轨道同一位置由静止释放，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，最后作出了如图乙所示的xtan θ图象，g取10 m/s2.则：图甲图乙图丙①由图乙可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0＝________．实验中发现θ超过60°后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为________．②若最后得到的图象如图丙所示，则可能的原因是(写出一个)__ ______________________________________________________.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)①根据tan θ＝y x ＝12gt 2v 0t ＝gt 2v 0，解得t ＝2v 0tan θg，则x ＝v 0t ＝2v 20tan θg，可知图线的斜率k ＝2v 20g ＝15，解得v 0＝1 m/s.实验中发现θ超过60°后，小球将不会掉落在斜面上，知θ＝60°时，小球落在斜面的底端，即x ＝2v 20tan θg ＝2×12×tan 60°10 m ＝35 m ，解得l ＝x cos 60°＝235m.②图线的斜率k ＝2v 20g ，从图象可看出，斜率变大，原因是v 0变大，所以有可能是小球从弧形轨道释放的位置变高了．答案：(1)ACD (2)①1 m/s 235 m ②小球从弧形轨道释放的位置变高了5．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，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．完成下列填空(重力加速度取10 m/s2)：(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3，从图中可读出|y1－y2|＝________ m，|y1－y3|＝________ m，|x1－x2|＝________ 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P1运动到P2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P1、P2的竖直间隔为6个小格，因此|y1－y2|＝0.60 m，P1、P3的竖直间隔为16个小格，因此|y1－y3|＝1.60 m，P1、P2的水平间隔为6个小格，因此|x1－x2|＝0.60 m．(2)由于P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等，所以P1到P2的时间与P2到P3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|y3－y2|－|y2－y1|＝gt2，代入数据得t＝0.20 s.小球抛出后的水平速度v x＝|x1－x2|t＝0.600.20m/s＝3.0 m/s.答案：(1)0.60 1.60 0.60 (2)0.20 3.0高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2018-2019学年高中物理(人教版)必修二：第五章 第3节 实验：研究平抛运动Word版含答案
第3节实验：研究平抛运动[知识概要]一、实验目的1．用实验的方法描出平抛运动的轨迹．2．判断平抛运动的轨迹是否为抛物线．3．根据平抛运动的轨迹求其初速度．二、实验原理1．利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹．2．建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y＝ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线．3．测出轨迹上某点的坐标x、y，据x＝v0t、y＝12gt2得初速度v＝x·g2y.一、实验目的1．用描迹法描绘平抛运动的轨迹．2．根据运动轨迹计算平抛运动的初速度．二、实验装置如图三、实验器材斜槽轨道、小钢球、木板、坐标纸、图钉、重锤、直尺、三角板、铅笔等．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)以斜槽末端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.要点1|平抛运动实验的研究1．实验过程中的注意事项(1)保证斜槽末端的切线水平，木板竖直且与小球下落的轨迹平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触；(2)小球每次都从斜槽上同一位置由静止滚下；(3)小球做平抛运动的起点不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的重心在木板上的水平投影点；(4)小球在斜槽上开始滚下的位置高度要适当，以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角．2．误差分析(1)斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动．(2)确定小球运动的位置时不准确．(3)量取轨迹上各点坐标时不准确．3．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(1)图象法：建立y-x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应的y值和x2的值，在y-x2坐标系中描点，连接各描点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值．(2)公式法：①以抛出点O为坐标原点，重垂线方向为y轴，水平方向为x 轴，建立平面直角坐标系．②如图所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…，把线段OA1的长度记为L，那么OA2＝2L，OA3＝3L…，由A1、A2、A3…向下作垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、M3….③设轨迹就是一条抛物线，则M1、M2、M3…各点的y坐标与x坐标应该具有的形式为y＝ax2，a是常量．④用刻度尺测量某点的x、y两个坐标，代入y＝ax2中，求出常量a.⑤测量其他几个点的x、y坐标，代入上式，看是否满足，如果在误差允许范围内满足，就说明该曲线为抛物线．典例1某同学采用如图所示的装置探究平抛运动的规律：用小锤击打弹性金属片C，使A球沿水平方向飞出，B球被松开做自由落体运动，可观察的现象是________；为进一步探究，可以改变________，多次实验，可观察到同样的现象，这说明________________________．【思路点拨】平抛运动水平方向上的规律为匀速直线，竖直方向上的规律为自由落体，根据分运动和合运动具有等时性可知两球同时落地，因水平方向上没有对比，不能反映水平方向上平抛的规律．【解析】实验可观察的现象是两球同时落地；为进一步探究，可以改变实验装置的离地高度和小锤击打力度，多次实验，可观察到同样的现象，这说明做平抛运动的A球在竖直方向上的分运动为自由落体运动．【答案】两球同时落地实验装置的离地高度和小锤击打力度做平抛运动的A球在竖直方向上的分运动为自由落体运动如图所示，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．让小球多次从斜槽上________________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，以过O点的竖直线为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：本实验关键是，确保小球每次抛出的初速度相同，而且初速度是水平的，因此安装器材时，注意调整斜槽末端水平，实验过程中让小球多次从斜槽上同一位置滚下．答案：(1)同一位置无初速 调整斜槽末端水平(2)BAC名师方法总结实验时掌握实验中的仪器，理解实验原理及注意事项是解决此类题目的关键．名师点易错1．小球每次必须从同一位置无初速滚下．2．斜槽末端切线水平.要点2|计算平抛运动的初速度1．已知轨迹和抛出点以抛出点为坐标原点，水平方向为x 轴，竖直向下为y 轴，建立平面直角坐标系．(1)在轨迹曲线上任取A 、B 、C 、D 、E 、F 六个不同点．(2)用刻度尺分别测出它们的坐标x 和y .(3)根据坐标值，代入公式v 0＝x t ＝x g2y ，分别计算小球的初速度v 0，并计。
人教版高中物理必修2 第五章第三节实验：研究平抛运动作业
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，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(2)BAC2．(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图，则以下操作合理的是()A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B．选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D．除上述装置外，还可以用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像以获得平抛运动的轨迹解析：小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A不合理；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得每秒15帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确．答案：BD3. (1)如图甲所示，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，该实验现象说明了A球在离开轨道后()图甲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)研究平抛运动时，某同学设计了如图乙所示的实验：将两个相同的倾斜滑道固定在同一竖直平面内，最下端水平，滑道2与光滑水平板平滑相接．把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止开始同时释放，则他将观察到的现象是．这说明.图乙(3)(多选)在做平抛运动实验时，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，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是()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．用铅笔记录小球位置时，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(4)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的其中一部分照片，图中正方形方格的边长为5 cm，g取10 m/s2，则：①闪光频率是Hz；②小球运动的水平分速度为m/s；③小球经过B点时速度的大小为m/s.解析：(1)A球与B球同时释放，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A球的运动沿水平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球的竖直分运动的时间与B球的运动时间相等，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，说明在任意时刻两球在同一高度，即A球的竖直分运动与B球的运动完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故选C.(2)两钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，球1离开滑道后做平抛运动，球2做匀速直线运动，水平方向速度相同，观察到的现象是球1落到光滑水平板上并击中球2，说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动．(3)通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A正确；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错误，C正确；用铅笔记录小球位置时，每次不必严格地等距离下降，故D错误；实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，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E正确；将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线，故F错误．(4)①在竖直方向上，根据Δy＝2L＝gT2，得闪光相等的时间间隔T＝2Lg＝2×0.0510s＝0.1 s，频率f＝1T＝10 Hz.②小球做平抛运动的初速度v0＝3LT＝0.150.1m/s＝1.5 m/s.③B点的竖直分速度v y＝8L2T＝0.40.2m/s＝2 m/s，则小球经过B点时的速度大小为v B＝v20＋v2y＝2.5 m/s.答案：(1)C(2)两个小球将发生碰撞平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动(3)ACE(4)①10②1.5③2.54．(1)(多选)在研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是() A．必须称出小球的质量B．斜槽轨道必须是光滑的C．斜槽轨道末端必须是水平的D．应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下(2)如图所示，某同学在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝5.00 cm，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取10 m/s2.则：①小球平抛的初速度v0＝m/s，小球在b点的速率v b＝m/s(结果保留两位有效数字)．②a点抛出点(填“是”或“不是”)．解析：(1)本实验与小球的质量无关，故A错误；该实验要求小球每次抛出的初速度要相同并且水平，因此要求小球从同一位置由静止释放，至于斜槽末端是否光滑对实验没有影响，故B错误；实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度，所以斜槽轨道末端必须水平，故C正确；为确保小球有相同的水平初速度，则要求每次将小球从同一位置无初速度释放，故D正确．(2)①从题图中可看出，a、b、c、d4个点间的水平位移均相等，x＝4L，因此这4个点是等时间间隔点．竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即Δy＝gT2＝2L，T＝2Lg＝2×0.0510s＝0.1 s，初速度v 0＝4L T ＝4×0.050.1 m/s ＝2.0 m/s ，v by ＝y ac 2T ＝8L 2T ＝8×0.052×0.1m/s ＝2.0 m/s ，因此v b ＝v 20＋v 2by ＝ 2.02＋2.02 m/s ＝2 2 m/s ≈2.8 m/s.②v ay ＝v by －gT ＝2.0 m/s －10×0.1 m/s ＝1 m/s ≠0，故a 点不是抛出点．答案：(1)CD (2)①2.0 2.8 ②不是5．如图所示为喷出细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小刻度为毫米，细水流是水平喷出的，试根据该照片研究：(1)已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，找出研究其竖直分运动的方法，并证明竖直分运动是自由落体运动；(2)若取g ＝10 m/s 2，试求水流喷出的速度．解析：(1)根据水平方向是匀速运动，可以按水平方向的距离都等于2 cm 选取几个点，发现这几个点恰好落在坐标纸的交点上，如(2，1)，(4，4)，(6，9)等，可见在相等的时间间隔内，竖直方向的位移之比恰好等于1∶3∶5，证明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．(2)观察发现，水流在水平方向的位移是0.04 m 时，竖直方向的位移也是0.04 m ，根据h ＝12gt 2，得水流喷出的速度v 0＝x t ＝x g 2h ≈0.447 m/s.答案：见解析。
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第五章曲线运动第三节实验：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)(多选)在研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是()A．必须称出小球的质量B．斜槽轨道必须是光滑的C．斜槽轨道末端必须是水平的D．应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下(2)如图所示，某同学在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝5.00 cm，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取10 m/s2.则：①小球平抛的初速度v0＝________m/s，小球在b点的速率v b ＝________m/s(结果保留两位有效数字)．②a点________抛出点(选填“是”或“不是”)．解析：(1)本实验与小球的质量无关，故A错误；该实验要求小球每次抛出的初速度要相同并且水平，因此要求小球从同一位置由静止释放，至于斜槽末端是否光滑对实验没有影响，故B错误；实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度，所以斜槽轨道末端必须水平，故C正确；为确保小球有相同的水平初速度，则要求每次将小球从同一位置无初速度释放，故D正确．(2)①从题图中可看出，a、b、c、d4个点间的水平位移均相等，x＝4L，因此这4个点是等时间间隔点．竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即Δy ＝gT 2＝2L ，T ＝2L g ＝2×0.0510s ＝0.1 s ，初速度v 0＝4L T ＝4×0.050.1 m/s ＝2.0 m/s ，v by ＝y ac 2T ＝8L 2T ＝8×0.052×0.1m/s ＝2.0 m/s ，因此v b ＝v 20＋v 2by ＝ 2.02＋2.02 m/s ＝2 2 m/s ≈2.8 m/s.②v ay ＝v by －gT ＝2.0 m/s －10×0.1 m/s ＝1 m/s ≠0，则a 点不是抛出点．答案：(1)CD (2)①2.0 2.8 ②不是3.(1)如图甲所示，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 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，该实验现象说明了A 球在离开轨道后( )图甲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)研究平抛运动时，某同学设计了如图乙所示的实验：将两个相同的倾斜滑道固定在同一竖直平面内，最下端水平，滑道2与光滑水平板平滑相接．把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止开始同时释放，则他将观察到的现象是____________________ _____________________________________________________.这说明________________________________________________ _____________________________________________________.图乙(3)(多选)在做平抛运动实验时，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，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是()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．用铅笔记录小球位置时，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(4)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的其中一部分照片，图中正方形方格的边长为5 cm，g取10 m/s2，则：①闪光频率是________Hz；②小球运动的水平分速度为________m/s；③小球经过B点时速度的大小为________m/s.解析：(1)A球与B球同时释放，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A球的运动沿水平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球的竖直分运动的时间与B球的运动时间相等，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，说明在任意时刻两球在同一高度，即A球的竖直分运动与B球的运动完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故选C.(2)两钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，球1离开滑道后做平抛运动，球2做匀速直线运动，水平方向速度相同，观察到的现象是球1落到光滑水平板上并击中球2，说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动．(3)通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A正确；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错误，C正确；用铅笔记录小球位置时，每次不必严格地等距离下降，故D错误；实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，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E正确；将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线，故F错误．(4)①在竖直方向上，根据Δy＝2L＝gT2，得闪光相等的时间间隔T＝2Lg＝2×0.0510s＝0.1 s，频率f＝1T＝10 Hz.②小球做平抛运动的初速度v0＝3LT＝0.150.1m/s＝1.5 m/s.③B点的竖直分速度v y＝8L2T＝0.40.2m/s＝2 m/s，则小球经过B点时的速度大小为v B＝v20＋v2y＝2.5 m/s.答案：(1)C(2)两个小球将发生碰撞平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动(3)ACE(4)①10②1.5③2.5 4．(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)图甲是研究小球在斜面上做平抛运动的实验装置，每次将小球从弧形轨道同一位置由静止释放，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，最后作出了如图乙所示的x tan θ图象，g取10 m/s2.则：图甲图乙 图丙①由图乙可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v 0＝________．实验中发现θ超过60°后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为________．②若最后得到的图象如图丙所示，则可能的原因是(写出一个)__ ______________________________________________________. 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)①根据tan θ＝y x ＝12gt 2v 0t ＝gt 2v 0，解得t ＝2v 0tan θg， 则x ＝v 0t ＝2v 20tan θg， 可知图线的斜率k ＝2v 20g ＝15， 解得v 0＝1 m/s.实验中发现θ超过60°后，小球将不会掉落在斜面上，知θ＝60°时，小球落在斜面的底端，即x ＝2v 20tan θg ＝2×12×tan 60°10 m ＝35m ， 解得l ＝x cos 60°＝235 m. ②图线的斜率k ＝2v 20g，从图象可看出，斜率变大，原因是v 0变大，所以有可能是小球从弧形轨道释放的位置变高了．答案：(1)ACD (2)①1 m/s235m ②小球从弧形轨道释放的位置变高了5．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 ＝0.600.20m/s ＝3.0 m/s. 答案：(1)0.60 1.60 0.60 (2)0.20 3.0。