2020年高考物理实验专项复习:《探究平抛运动的特点》(解析版)
实验探究平抛运动的特点实验探究向心力大小与半径角速度质量的关系(练习)(解析版)-2025届高考物理
(1)实验时需要下列哪些器材______(填选项前的字母符号)A.秒表B.刻度尺C.重锤线(2)关于实验装置和操作,下列说法正确的是______A.实验要求斜槽轨道必须光滑B.使斜槽末端切线保持水平A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中,下列说法正确的是A.斜槽轨道必须光滑用光滑曲线把所有的点连接起来【答案】(1) B BD【详解】(1)[1]图甲示意的是平抛出的小球在横条处卡住,用铅笔标注小球的上端,确定平抛运动轨迹的方法,则坐标原点应选小球在斜槽末端点时球的上端在坐标纸上的投影点。
故选B。
[2](1)斜槽各处粗糙程度不一样,对本实验(填“有影响是为了每次平抛的。
(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长置,如图乙所示,则照相机的闪光频率为Hz;小球抛出的初速度的大小为时速度大小为m/s。
【答案】(1) 无影响初速度相同(2) 10【详解】(1)[1][2]斜槽各处粗糙程度不一样,对本实验无影响。
每次让小球从同一位置由静止释放,是为(1)在实验前,斜槽末端的切线(填“需要”或“不需要(1)钢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用来确定的。
(2)某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示,每个小格的长度为(结果包含g、L)。
(3)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点,测出其坐标,并在直角坐标系内绘出了v=,则竖直方向的加速度此平抛物体的初速度02m s(1)在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时,用到的实验方法是A.理想实验法C.等效替代法(2)为了探究钢球的向心力F的大小与轨道半径A.应使用两个质量不等的钢球B.应使两钢球离转轴的距离相同C.应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度w和半径r之间的关系,采用的实验方法是。
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第层塔轮(选填“一”“二”或“三”);(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮(1)在某次实验中,某同学把两个质量相等的钢球放在左、右塔轮的半径不等的层上。
2020高中物理第五章抛体运动3实验:探究平抛运动的特点练习(含解析)新人教版第二册
第五章 3实验:探究平抛运动的特点1.(实验原理与操作)用如图所示的装置研究平抛运动。
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,下列说法中不正确的是( )A.两球同时落地B.应改变装置的高度,多次实验C.实验能说明A球在竖直方向上做自由落体运动D.实验能说明A球在水平方向上做匀速直线运动答案 D解析根据装置图可以知道,两球由相同高度同时运动,A做平抛运动,B做自由落体运动,因此将同时落地,所以A正确;要多次实验,观察现象,则应改变装置的高度,多次实验,所以B正确;因为两球同时落地,因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的,故根据实验结果可以知道,平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动,所以C正确,D错误。
2.(实验原理与数据分析)为了探究平抛运动的规律,将小球A和B置于同一高度,在小球A做平抛运动的同时静止释放小球B。
同学甲直接观察两小球是否同时落地,同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析。
通过多次实验( )A.只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动B.两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动C.只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动D.两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动答案 D解析在图甲的实验中,改变高度和平抛小球的初速度大小,发现两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,不能得出水平方向上的运动规律。
在图乙的实验中,通过频闪照片,发现自由落体运动的小球与平抛运动的小球任何一个时刻都在同一水平线上,知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同,所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动。
频闪照片显示小球在水平方向相等时间内的水平位移相等,知水平方向做匀速直线运动,所以D正确,A、B、C错误。
3.(综合)(多选)为了研究平抛运动的分运动性质,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球被松开下落。
关于该实验,下列说法中正确的是( )A.两球的质量必须要相等B.如果两球同时落地,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动C.控制小锤打击力度来改变平抛初速度多次实验,可以验证分运动的独立性D.该实验也能研究平抛运动的水平分运动性质答案BC解析平抛运动过程中,在竖直方向上做自由落体运动,运动性质与质量无关,A错误;改变A球速度后仍然会和B球同时落地,证明平抛运动的竖直分运动不受水平分运动的影响,验证了分运动的独立性,B、C正确;本实验只能研究竖直方向上的分运动,D错误。
第03讲 实验:探究平抛运动的特点(解析版)
第03讲实验:探究平抛运动的特点【学习目标】1.知道什么是抛体运动、平抛运动2.会用运动分解的方法分析两个分运动3.会设计实验探究平抛运动两个分运动的特点,会描绘平抛运动的轨迹.【基础知识】知识点一、抛体运动1.抛体运动:以一定的速度将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况之下,物体只受重力作用,这时的运动叫作抛体运动。
2.平抛运动:初速度是沿水平方向的抛体运动。
知识点二、探究平抛运动的特点1.实验目的:①探究做平抛运动的物体在水平方向和竖直方向的运动规律。
②探究物体做平抛运动的轨迹。
2.探究平抛运动竖直分运动的特点①实验条件:给出两个球A和B在同一位置,同一时刻,A球做平抛运动,B球做自由落体运动。
②实验现象:A球的运动轨迹是曲线,B球的运动轨迹是直线;A球与B球几乎同时落地。
改变小球距离地面的高度,重复实验。
③实验结论:平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
3.探究平抛运动水平方向分运动的特点:1.装置和实验(1)如图所示,安装实验装置,使斜槽M末端水平,使固定的背板竖直,并将一张白纸和复写纸固定在背板上,N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板.图3(2)让钢球从斜槽上某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动,使小球的轨迹与背板平行.钢球落到倾斜的挡板N上,挤压复写纸,在白纸上留下印迹.(3)上下调节挡板N,进行多次实验,每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下,在白纸上记录钢球所经过的多个位置.(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.(5)取下坐标纸,用平滑的曲线把这些印迹连接起来,得到钢球做平抛运动的轨迹.(6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点,在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点,即各点之间的时间间隔相等,测量这些点之间的水平位移,确定水平方向分运动特点.(7)结论:平抛运动在相等时间内水平方向位移相等,平抛运动水平方向为匀速直线运动.4.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M3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)图象法: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.A B C D E Fx/mmy/mmv0=x g2y/(m·s-1)v0的平均值5.误差分析1.安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动.2.建立坐标系时,坐标原点的位置确定不准确,导致轨迹上各点的坐标不准确.3.小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差.4.确定小球运动的位置时不准确,会导致误差.5.量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差.6.实验注意事项①斜槽末端的切线方向必须水平;②木板平面竖直并且平行于小球的运动轨道平面,同时使小球的运动轨道平面靠近木板但不接触;③坐标原点不在斜槽的末端,应在槽口上方小球的球心处。
高考回归复习—力学实验之探究平抛运动的特点 含答案
高考回归复习—力学实验之探究平抛运动的特点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.让小球多次从斜槽的______由______ 释放,在一张印有小方格的纸记下小球经过的一系列位置,如图中a、b、c、d所示;B.按图安装好器材,注意调节斜槽的末端必须使之______,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______;(3)已知图中小方格的边长L,则小球经过图中a、b、c、d四个点的时间间隔T=_____,小球平抛的初速度为v0=_____(用L、g表示);(4)b点的竖直向下的分速度v b Y =______,b点的合速度v b =______。
(计算结果用L、g表示)2.在研究“平抛运动”实验中。
(1)为减少空气阻力对小球的影响,应选择的小球是_____。
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(2)实验中,应采取下列哪些措施减小实验误差_____。
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(3)某同学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.物体的质量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.抛出点距离地面的竖直高度(4)图示是拍摄小球做平抛运动的频闪照片,出现这种情况的原因是__________。
A .释放小球时初速度不为零B .释放小球的初始位置不同C .斜槽末端切线不水平3.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
图甲 图乙 图丙(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 __________ 。
探究平抛运动的特点(解析版)--2024年高考物理一轮复习热点重点难点
探究平抛运动的特点特训目标特训内容目标1传统探究法(1T-4T)目标2频闪照相法(5T-8T)目标3光电探究法(9T-12T)目标4其他探究法(13T-16T)【特训典例】一、传统探究法1用如图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。
钢球沿斜槽轨道上P滑下后从Q点飞出,落在水平挡板M点上。
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痕迹点。
移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有。
A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平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。
取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Р点,钢球的(选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定x轴时(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重锤线平行。
(3)某同学在做“ 研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图所示物体的运动轨迹,三点的位置在运动轨迹上已标出,则:①由如图判断,坐标原点(“是”或“不是”)平抛运动的抛出点。
②小球平抛的初速度v0=;③小球从B到C点飞行到点所需的时间。
【答案】BD/DB球心需要不是2m/s0.1s【详解】(1)[1]ABD.实验过程应保证钢球每次平抛运动的初速度相同,故每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,且斜槽末段水平。
斜槽不需要光滑,A错误,BD正确;C.挡板高度不需要等距变化,C错误。
故选BD。
(2)[2][3]钢球的球心对应白纸上的位置为原点;钢球在竖直方向做自由落体运动,y轴必须与重锤线平行。
(3)①[4]如图,水平方向两段位移相等,则时间相等,而竖直方向两端位移之比不等于1:3,竖直方向的初速度不等于0,则坐标原点不是抛出点。
②③[5][6]根据0.2m-0.1m=gt2,0.2m=v0t小球平抛初速度和小球从B到C点飞行到点所需的时间分别为v0=2m/s,t=0.1s2在“探究平抛运动的特点”实验中。
专题26 探究平抛运动的特点(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题26 探究平抛运动的特点特训目标特训内容目标1 传统探究法(1T—4T)目标2 频闪照相法(5T—8T)目标3 光电探究法(9T—12T)一、传统探究法1.用图示装置“探究平抛运动的特点”,甲图中,M、N为相同的斜槽,且都固定在背板上,开关同时控制两斜槽上电磁铁的通断。
P为一可以在横杆上左右移动的电磁铁,K为一光控开关(控制P的通断,当铁球经过此处时K断开),Q为倾斜挡板,背板与底座(如图乙)垂直。
步骤如下:①调节高度旋钮,使两水平仪中气泡均处于中央;②移去Q ,接通电源,闭合S ,让斜槽M 、N 上的电磁铁分别吸住两铁球,断开S ,观察现象;③再闭合S ,让P 及M 的电磁铁分别吸住两铁球,断开S ,观察现象。
改变P 的位置,重复上述操作;④将一坐标纸和复写纸固定在背板上,装上Q 闭合S ,让M 的电磁铁吸住小球,断开S ,钢球落到Q 上,挤压复写纸,在纸上留下印迹。
上下调节Q ,重复此过程,记录多个印迹: ⑤断开电源,取下坐标纸,根据印迹进行分析。
(1)调节左侧水平仪的目的是______;(2)步骤③观察到现象是______,说明了______;(3)图丙中a 、b 、c 、d 为小球在平抛运动途中的几个位置,小方格的边长 2.5cm L =,则a 点______(选填“是”、“不是”)抛出点,初速度0v =______m/s (取210m/s g =);(4)某次实验中,底座上右侧水平仪如丁所示,若不计阻力,则可能出现的误差有______; A .因背板上端向纸面外侧倾斜,导致0v 测量值偏小B .因背板上端向纸面外侧倾斜,导致0v 测量值偏大C .因背板上端向纸面内侧倾斜,导致0v 测量值偏小D .因背板上端向纸面内侧倾斜,导致0v 测量值偏大【答案】 使斜槽末端切线水平,小球飞离斜槽后做平抛运动 P 、M 两电磁铁吸住的两铁球同时落地 平抛运动的小球竖直方向做自由落体运动 不是 1.0 C【详解】(1)[1]调节左侧水平仪的目的是:使斜槽末端切线水平,小球飞离斜槽后做平抛运动。
第四讲探究平抛运动的特点(原卷版+解析)
第四讲 探究平抛运动的特点➢ 知识梳理一、实验目的1.用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。
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.利用追踪法逐点描绘小球运动的轨迹。
2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y 坐标与x 坐标若在误差范围内都满足y =ax 2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 ,根据x =v 0t ,y =12gt 2得初速度v 0=x g 2y。
三、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。
四、实验过程1.安装、调整背板:将白纸放在复写纸下面,然后固定在装置背板上,并用重垂线检查背板是否竖直.2.安装、调整斜槽:将固定有斜槽的木板放在实验桌上,用平衡法检查斜槽末端是否水平,也就是将小球放在斜槽末端直轨道上,小球若能静止在直轨道上的任意位置,则表明斜槽末端已调水平,如图。
3.描绘运动轨迹:让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚下,并从斜槽末端飞出开始做平抛运动,小球落到倾斜的挡板上,挤压复写纸,会在白纸上留下印迹.取下白纸用平滑的曲线把这些印迹连接起来,就得到小球做平抛运动的轨迹。
4.确定坐标原点及坐标轴:选定斜槽末端处小球球心在白纸上的投影的点为坐标原点O ,从坐标原点O 画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴。
五、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图所示,在x 轴上作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3…,把线段OA 1的长度记为l ,则OA 2=2l ,OA 3=3l ,由A 1、A 2、A 3…向下作垂线,与轨迹交点分别记为M 1、M 2、M 3…,若轨迹是一条抛物线,则各点的y 坐标和x坐标之间应该满足关系式y=ax2(a是待定常量),用刻度尺测量某点的x、y两个坐标值代入y=ax2求出a,再测量其他几个点的x、y坐标值,代入y=ax2,若在误差范围内都满足这个关系式,则这条曲线是一条抛物线。
高考物理创新实验特训提升—专题05探究平抛运动的特点
高考物理创新实验特训提升专题05 探究平抛运动的特点1.用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹,一种设计原理如图甲所示。
物体A以某一初速度从O点水平抛出,它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲,在它运动的平面内安放着超声-红外接收装置B,B盒装有1B、2B两个超声-红外接收器,并与计算机相连,1B、2B各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差,并由此算出它们各自与物体A的距离。
(1)为使运动轨迹更接近抛物线,物体A应选用下列哪种小球更合理(______)A.小木球B.小钢球C.小皮球(2)如图乙所示,某实验小组让物体A在图示位置同时发射超声波脉冲和红外线脉冲,以抛出点O为坐标原点建立坐标系,若还测出了O点到B1、B2的距离,重力加速度未知,则由题中条件可以求出__________。
A.物体A的初速度B.物体A的位置坐标C.物体A的运动时间D.物体A此时的速度方向2.为了探究“平抛运动”的规律,小明设计实验如下图所示,其中M是电风扇,它能够带动小球A以一定初速度进入滑道。
当小球抵达第二个光电门时,传感器接收到小球信号并传输至与平抛轨道等高的质量更大的B小球装置处,将B小球由静止释放。
试回答下列小题:(1)下列实验器材是本实验必须要的是___________。
A.带重锤的线B.刻度尺C.秒表D.天平 E.砝码(2)当测得光电门的间距为10cm,小球从光电门1到光电门2的时间为0.05s,则小球做平抛运动的初速度为___________。
(3)本实验的目的是为了___________。
A.验证平抛运动的初速度不影响竖直方向上速度的改变B.验证平抛运动的初速度越大,物体移动的位移越大C.验证平抛运动不受物体质量的影响D.验证重力越大的物体,在做平抛运动时受空气阻力的影响更小(4)在测量小球的直径时,下列测量方法误差较小的是___________。
A.B.3.为了探究做平抛运动的物体在竖直方向的运动规律,某同学设计了下面一个实验。
高考物理课程复习:探究平抛运动的特点
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y1=5.00 cm,B、C间距离y2=14.80 cm。(g取9.80 m/s2)
(1)每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的原因是
(2)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度的表达式为v0=
2×0.05
m/s=1.0 m/s;在竖
直方向上,根据中间时刻的瞬时速度等于整段的平均速度得
(8.6+11.0)×10-2
vAy=
2×0.05
m/s=2.0 m/s。
(2)设竖直方向的位移依次为 y1、y2、y3、y4,根据逐差法得
(3 +4 )-(1 +2 )
=9.7
g=
2
4
m/s2。
2.(1)平抛物体的运动规律可以概括为两
乙
若遗漏记录平抛轨迹的起始点,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
1
2
1
(选填“>”“=”或“<”)3。
答案 (1)BD
(2)球心
>
解析 (1)通过步骤理解实验原理和方法,控制实验条件,确保平抛的初速度
大小一定、方向水平,只要小球无初速度等高释放,由动能定理知,到斜槽
(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相
同。
(3)将图中各点用平滑的曲线相连,做出平抛运动的轨迹。
考题点睛
考点考向
点睛
平抛运动的条件 方法:控制实验条件,确保初速度大小一定、方向水平
高中物理-实验:探究平抛运动的特点-解析版
实验:探究平抛运动的特点1.在“探究平抛运动的特点”实验中:(1)采用如图甲所示装置的进行实验,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(2)甲同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放,小球从斜槽末端水平飞出.改变水平挡板的高度,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运动,将水平板依次放在如图乙中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x1、x2、x3.忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是________.A.x2-x1=x3-x2B.x2-x1<x3-x2C.x2-x1>x3-x2D.无法判断(3)乙同学通过正确的实验步骤及操作,在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹.部分运动轨迹如图丙所示.图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L,P1、P2和P3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.重力加速度为g.可求出小球从P1运动到P2所用的时间为________,小球抛出时的水平速度为________.(4)某同学利用图丁所示装置研究平抛运动的规律.实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s 发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图戊所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图中标出.则小球运动到图中位置A 时,其速度的水平分量大小为________m/s ;根据图中数据可得,当地重力加速度的大小为________m/s 2.戊答案(1)B (2)C (3)2L g 3gL 2(4)1.09.7解析(1)斜槽末端的切线必须水平,是为了确保初速度水平,以满足平抛运动的条件,故选B.(2)因为平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动,下落的速度越来越大,则下落相等位移的时间越来越短;在水平方向上的分运动是匀速直线运动,所以x 2-x 1>x 3-x 2.故C 正确,A 、B 、D 错误.(3)因两段对应的水平距离相等,故两段运动的时间相等,而竖直位移分别为3L 和5L ,故在竖直方向由Δh =gt 2,可得t =2L g ,水平速度v =3L t =3gL 2.所以小球从P 1运动到P 2所用的时间为2L g ,小球抛出时的水平速度为3gL 2.(4)小球在水平方向做匀速直线运动,由图可知Δx =5cm =0.05m ,则水平分速度v x =Δx Δt=1.0m/s.小球在竖直方向做匀加速直线运动,由Δy =gt 2,可知,重力加速度g =0.134m +0.110m -(0.086m +0.061m )(2×0.05s )2=9.7m/s 2.2.用如图甲所示的装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在硬板上.钢球沿斜槽轨道PQ 滑下后从Q 点飞出,落在水平挡板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痕迹点,在如图乙所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为x 轴、竖直方向为y 轴的坐标系.(1)为保证实验结果误差尽可能小,下列说法正确的是________.A .斜槽轨道必须光滑B .必须调节斜槽,保证末端水平,且让钢球出射方向与硬板平行C .必须调节硬板,保证硬板在竖直平面内D .轨道末端的Q 点即为坐标原点,也就是平抛运动的起点(2)在图乙中实验记录到的点有一个位置明显发生偏差,其产生的原因可能是:该次实验时,钢球在斜槽上释放的位置与其他几次相比偏______(选填“高”或“低”).(3)根据图乙记录的点可求得钢球平抛的初速度大小为________m/s.(已知g=10m/s2)答案(1)BC(2)低(3)1解析(1)研究平抛运动的实验必须满足每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,这样是为了钢球到达Q点时能获得同样的平抛运动的水平初速度,斜面是否光滑对结果没有什么影响,故A错误;研究平抛运动的实验还应满足初速度方向为水平方向,所以必须调节斜槽,保证末端水平,且让钢球出射方向与硬板平行,故B正确;为了保证在硬板上准确画出钢球做平抛运动的轨迹,还必须调节硬板,保证硬板在竖直平面内,故C正确;建立直角坐标系时,要取钢球刚开始做平抛运动时的重心位置为坐标原点,也就是距离轨道末端的Q点上边一个钢球半径的长度作为平抛运动的起点,故D错误.(2)在题图乙中实验记录到的点有一个位置明显发生偏差,其产生的原因可能是该次实验时,钢球在斜槽上释放的位置与其他几次相比偏低,导致其做平抛运动的初速度偏小.(3)由运动学规律,可得h=0.20m=1gt2,x=0.20m=v0t,2联立上式解得v0=1m/s.3.用如图所示的装置研究平抛运动.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,落在水平挡板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痕迹点.移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点.(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.a .取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q 点,钢球的____________(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y 轴时____________(选填“需要”或“不需要”)y 轴与重垂线平行.b .若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图所示,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y 1和y 2,则y 1y 2________13(选填“大于”“等于”或“小于”).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).(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是________.A .从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹B .用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹C .将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹答案(1)BD (2)球心需要大于x g y 2-y 1(3)AB 解析(1)斜槽不需要光滑,保持钢球在末端速度相同即可,A 不符合题意;只有斜槽末端水平,钢球才能在竖直方向做初速度为0的自由落体运动,其轨迹为平抛运动轨迹,B 符合题意;将高度等间距变化只是为了简化计算,不是必须要满足的要求,C 不符合题意;每次在相同的位置释放钢球是为了保持钢球每次都有相同的初速度,是充要条件,D 符合题意.(2)钢球球心对应原点;研究竖直方向运动规律时y 轴与重垂线方向平行;平抛运动在竖直方向上为自由落体运动,初速度为0,则根据平抛运动的规律,相等时间内竖直方向通过的位移之比为1∶3∶5∶7…,由于A 点的竖直方向速度大于0,则y 1y 2>13.由Δs =aT 2,可知在竖直方向上:y 2-y 1=gt 2①水平方向上:t =x v 初②联立①②:v 初=x g y 2-y 1.(3)平抛运动的特性:竖直初速度为0,竖直加速度为g ,细管水平喷出水柱满足要求,A 符合题意;频闪照相后再将点连接可以得到平抛轨迹,B符合题意;铅笔有一定的长度和质量,在实验过程中可能会偏离运动轨迹,可行性不大,C不符合题意.4.某学习小组用实验探究“平抛运动规律”.(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.用两个相同的弧形轨道M、N分别发射小铁球P、Q,其中N的末端与光滑水平面相切,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,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,切断电源,使两小铁球同时分别从轨道M、N的下端射出.实验可观察到的现象应是____________________;保持AC =BD,仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明________________.(3)丙同学采用频闪摄影的方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2.5cm,分析可知,位置1________(填“是”或“不是”)平抛运动的起点;该小球平抛运动的初速度大小为________m/s.(g取10m/s2)答案(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动(2)P、Q二球相碰平抛运动在水平方向上是匀速运动(3)不是1解析(1)在击打金属片时,A小球做平抛运动,B小球同时做自由落体运动,结果同时落地,则说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动.(2)P、Q二球相碰.让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度.小球P做平抛运动,小球Q做匀速直线运动,当两小球相遇时,则说明平抛运动在水平方向是匀速直线运动.当同时改变两小球滚下的高度时,仍能相碰,则说明平抛运动在水平方向总是匀速直线运动.(3)平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动的合运动,如果是平抛运动的起点,根据初速度为零的匀变速运动的特点,在竖直方向上,相等的时间内位移之比为1∶3∶5∶7,而题图丙中是1∶2∶3,所以1不是平抛运动的起点.设每个小方格的边长为l,闪光时间间隔为t,在竖直方向上l=gt2,可得t=lg,水平方向2l=v0t,得v0=2llg=2gl=1m/s.5.如图甲所示,有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改进,在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B,但位置有一定高度差,白色与黑色的两个相同的小球都由斜槽某位置静止开始释放.实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系,得到如图乙所示的部分小球位置示意图,取g=10m/s2.(1)根据部分小球位置示意图,关于实验装置和操作步骤,下列说法正确的是________.A.两斜槽末端切线水平B.两斜槽必须光滑C.两小球必须同时释放D.两小球是从两斜槽相同位置静止释放的(2)根据部分小球位置示意图,可知闪光频率为________Hz,A球抛出点坐标为________,B球抛出点坐标为________.(3)若两球在实验中于图中C位置发生碰撞,则可知两小球释放的时间差约为________s.答案(1)AD(2)10(0,0)(1.10m,0.35m)(3)0.1解析(1)两斜槽末端切线水平,以保证小球做平抛运动,选项A正确;两斜槽不一定必须光滑,选项B错误;由平抛运动的竖直分运动特点可知,两小球不可能同时释放,选项C 错误;两小球在相同时间内的水平位移都是3l,则做平抛运动的初速度是相同的,则两球是从两斜槽相同位置静止释放的,选项D正确.(2)根据白色小球位置示意图得T=Δyg=2×0.0510s=0.1s,可知闪光频率为f=1T10Hz.对白球,因竖直方向相邻相等时间的位移之比为1∶3∶5,可知O点是A球的抛出点,即A球抛出点坐标为(0,0).对B球,三个黑点位置竖直方向位移之比为3∶5,可知抛出点与题图乙中最上面的黑点位置的竖直距离为l,水平距离为3l,则B球抛出点坐标为(1.10 m,0.35m).(3)若两球在实验中于图中C位置发生碰撞,则白球下落的时间为4T,黑球下落的时间为3T,可知两小球释放的时间差为Δt=T=0.1s.。
物理高考复习实验五-探究平抛运动的特点
实验五探究平抛运动的特点1.实验思路(1)思路:把复杂的曲线运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动。
(2)平抛运动的分解方法由于物体是沿着水平方向抛出的,在运动过程中只受到竖直向下的重力作用,可尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。
2.探究平抛运动竖直分运动的特点(1)实验按图示1装置进行实验,小钢球A、B位于相同高度处,用小锤击打弹性金属片,金属片C受到小锤的击打,向前推动A,小钢球A具有水平初速度,做平抛运动,同时松开小钢球B,自由下落,做自由落体运动。
图1(2)分析仔细观察可知,不管两个小钢球距地面的高度为多大,或小锤击打金属片的力度多大(小锤击打金属片的力度越大,小钢球A水平抛出的初速度越大),两小钢球每次都同时落地,说明两小钢球在空中运动的时间相等,即做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动是自由落体运动。
(3)结论做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。
3.探究平抛运动水平分运动的特点(1)实验图2在图示2的实验装置中,两个相同的弧形轨道M、N,上端分别装有电磁铁C、D;调节C、D的高度,使AC=BD。
将小铁球P、Q分别吸在C、D上,然后切断电源,使球以相同的初速度v0分别同时从M、N的末端水平射出,其中与轨道N相切的水平面光滑。
实验发现两铁球在P球落地时相遇。
只增大或减小轨道M的高度再进行实验,结果两铁球总是在P球落地时相遇。
(2)分析只改变轨道M的高度,相当于只改变P球做平抛运动的竖直高度,发现P、Q两球总是在P球落地时相遇,即P球在水平方向上的运动不因P球在竖直方向上运动时间的长短而改变,总是和在水平面上做匀速直线运动的Q球有完全相同的运动情况。
(3)结论做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动;平抛运动的各分运动具有独立性。
1.频闪照相法(1)实验现象:图3利用频闪照相机得到物体做平抛运动与自由落体运动对比的频闪照片如图3所示。
(2)现象分析①在竖直方向上,两球运动经过相等的时间,下落相同的高度,即在竖直方向上的运动是相同的,都是自由落体运动。
备战2020年高考物理实验专题复习《探究平抛运动的特点》(解析版)
《探究平抛运动的特点》一、实验题1.某同学用图示装置研究平抛运动及其特点,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。
他观察到的现象是:小球A、B______填“同时”或“不同时”落地;让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间将______填“变长”、“不变”或“变短”;上述现象说明:平抛运动的时间与______大小无关,平抛运动的竖直分运动是______运动。
2.图甲所示是研究平抛物体运动的实验装置图,乙是实验后在白纸上作的图.安装斜槽轨道时要注意________________________________实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹,每次释放小球时应使小球________________ ,目的是____________________。
为平抛运动起点,计算小球作平抛运动的初速度的公式是________,根据乙图给出的数据,计算出小球平抛的初速度________3.在“研究平抛物体的运动”的实验中,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______某同学只记录了A、B、C三点,各点的坐标如图所示,则物体运动的初速度为______,初始位置的坐标为______单位为cm,4.做研究平抛运动实验时,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,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.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5cm,如果取,那么:照相机的闪光频率是______Hz;小球运动中水平分速度的大小是______;小球经过B点时的速度大小是______.5.在“研究平抛运动”实验中:图1是横档条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的______ .A.球心球的上端球的下端在此实验中,下列说法正确的是______ 多选.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轴的方向根据重锤线确定.图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可以判断实验操作错误的是______ .A.释放小球的初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不平.如图3所示是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是______ .6.用如图1所示装置研究平抛运动。
2020年高考回归复习—力学实验之探究平抛运动的特点 含答案
高考回归复习—力学实验之探究平抛运动的特点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.让小球多次从斜槽的______由______ 释放,在一张印有小方格的纸记下小球经过的一系列位置,如图中a、b、c、d所示;B.按图安装好器材,注意调节斜槽的末端必须使之______,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______;(3)已知图中小方格的边长L,则小球经过图中a、b、c、d四个点的时间间隔T=_____,小球平抛的初速度为v0=_____(用L、g表示);(4)b点的竖直向下的分速度v b Y =______,b点的合速度v b =______。
(计算结果用L、g表示)2.在研究“平抛运动”实验中。
(1)为减少空气阻力对小球的影响,应选择的小球是_____。
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(2)实验中,应采取下列哪些措施减小实验误差_____。
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(3)某同学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.物体的质量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.抛出点距离地面的竖直高度(4)图示是拍摄小球做平抛运动的频闪照片,出现这种情况的原因是__________。
A .释放小球时初速度不为零B .释放小球的初始位置不同C .斜槽末端切线不水平3.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
图甲 图乙 图丙(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 __________ 。
2020高中物理人教版(2019)第二册教师文档含习题:第五章 第3节实验:探究平抛运动的特点 Word版含解析
第3节实验:探究平抛运动的特点1.以一定的速度将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体只受□01重力的作用,这时的运动叫作□02抛体运动。
如果初速度是沿□03水平方向的,就是平抛运动。
2.实验思路(1)由于物体是沿□04水平方向抛出的,在运动过程中只受到□05竖直向下的重力作用,因此可以将平抛运动分解为□06水平方向的分运动和□07竖直方向的分运动。
我们需要知道这两个方向的□08位移或□09速度随时间变化的信息。
(2)分析与猜想:由于小球在平抛运动过程只受□10重力作用,小球在水平方向不受力的作用,故水平方向没有□11加速度,水平方向做□12匀速直线运动。
在竖直方向,根据牛顿第二定律,小球在重力的作用下产生的加速度为□13重力加速度,而在竖直方向的初速度为□14零,竖直方向做□15自由落体运动。
3.进行实验(1)方案一:设法记录做平抛运动的物体经过□16相等时间间隔所到达的位置,获得水平方向和竖直方向的□17位移随时间变化的具体数据,便可以独立分析水平方向和竖直方向的运动规律。
可以用频闪照相或者录制视频的方法,记录物体在不同时刻的位置。
(2)方案二:在水平和竖直两个方向中,先研究其中一个方向的运动规律,再设法分析另外一个方向的运动规律。
典型考点一探究平抛运动的特点的基本思路1.两个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动的特点”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,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射两个相同的小铁球P、Q,其中M、N的末端可看作与光滑的水平板相切,两轨道上端C、D处分别装有电磁铁;调节两电磁铁的高度使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。
5.3实验:探究平抛运动的特点(解析版)
5.3 实验:探究平抛运动的特点【学习目标】1. 学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹.2. 会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度.3. 掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法. 【知识要点】一、描绘平抛运动的轨迹 1.实验器材斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁架台. 2.实验步骤(1)按图甲所示安装实验装置,使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止)(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O ,过O 点画出竖直的y 轴和水平的x 轴.(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法,在小球运动路线上描下若干点.(4)将白纸从木板上取下,从O 点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示. 3.注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(将小球放在斜槽末端水平部分,若小球静止,则斜槽末端水平).(2)方木板必须处于竖直平面内,固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直. (3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放.(4)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.(5)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.4.频闪照相法数码相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片,将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线便得到了小球的运动轨迹.如图所示.二、计算平抛运动的初速度计算平抛运动的初速度可以分为两种情况 1.平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x 及竖直位移y ,就可求出初速度v 0.因x =v 0t ,y =12gt 2,故v 0=x g2y .2.平抛轨迹残缺(即无抛出点)在轨迹上任取三点A 、B 、C(如图所示),使A 、B 间及B 、C 间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知A 、B 间与B 、C 间所用时间相等,设为t ,则Δh =h BC -h AB =gt 2 所以t =h BC -h ABg所以初速度v 0=xt=xgh BC -h AB【题型练习】【例1】如图所示,在“研究平抛运动”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 .让小球多次从同一位置静止释放,在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置,如图中a 、b 、c 、d 所示.B .安装好器材,注意斜槽末端切线水平,记下平抛初位置O 点和过O 点的水平线与竖直线.C .取下方格纸,以O 为原点,以水平线为x 轴,竖直线为y 轴建立坐标系,用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹.(1)上述实验步骤的合理顺序是____________.(2)已知图中小方格的边长为L ,则小球从a 位置运动到c 位置所用的时间为________,小球平抛的初速度为________. (均用L 、g 表示) 【答案】BAC Lg2Lg 【解析】 【详解】(1)[1]实验操作中要先安装仪器,然后进行实验操作,在进行数据处理,故实验顺序为:B,A,C (2)[2])由图可以知道a 、b 、c 、d 之间的时间间隔是相同的,因此根据匀变速直线运动的规律有:2h gT ∆=由题可以知道h L ∆=,带入计算得出每相邻两个位置的时间间隔为:L T g=则小球从a 位置运动到c 位置所用的时间为:22L t T g== [3] 水平方向匀速直线运动,02x L v T ==小球平抛的初速度为:022Lv gL T== 【例2】在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图实所示的装置,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紧靠槽口处.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 ;又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,再得到痕迹C .若测得木板每次移动距离均为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9.80 m/s 2)(1)实验前,需要将斜槽轨道的末端调至_______(填“水平”或“倾斜”);(2)为了得到图中的A 、B 、C 三点,每次释放小球时的初位置应该______(填“相同”或“不同”) (3)小球从A 下落到B ,与从B 下落到C 所用时间_____(填“相等”或“不等”);(4)小球在平抛运动过程中,竖直方向做的是__________运动;水平方向做的是___________运动. (5)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度为v 0=________ m/s (结果保留两位有效数字). 【答案】(1)水平 (2)相同 (3)相等 (4)自由落体 匀速直线 (5)1.0 【解析】(1)[1].小球每次从斜槽轨道末端出来的运动是平抛运动,所以斜槽轨道的末端调至水平. (2)[2].为了得到图中的A 、B 、C 三点,小球每次做平抛运动的初速度应该相同,所以每次释放小球时的初位置应该相同.(3)[3].小球从A 下落到B ,与从B 下落到C 的水平位移相同,平抛运动的水平方向的运动是匀速直线运动,根据0xt v =得,时间相等. (4)[4][5].平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动,竖直方向的分运动为自由落体运动,所以小球在平抛运动过程中,竖直方向做的是自由落体运动;水平方向做的是匀速直线运动. (5)[6].在竖直方向上:∆y=y 2﹣y 1=gt 2水平方向上:x=v 0t联立方程解得:021gv xy y =-联立解得:0 1.0m/s v =【同类练习】1.(一)在做“研究平抛物体的运动”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 .弹簧秤F .重垂线 (二)在做实验中,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 .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E .为了比较准确地描出小球运动的轨迹.应该用一条曲线把所有的点连接起来 (三)如图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5cm .如果取,那么:(1)闪光照片闪光周期是 s .(2)小球运动中水平分速度的大小是 m/s . (3)小球经过B 点时的竖直分速度大小是 m/s ; 经过B 点时的合速度大小是 m/s ;【答案】(一) CF (二) AD (三)(1)0.1(2)1.5(3)2 2.5 【解析】试题分析:(一)做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球斜槽、铅笔、图钉之外,还需要的是器材是坐标纸、重垂线.坐标纸除能更准确确定位置外,还能 读出某点坐标,使作图更准确;重垂线的作用是确保坐标纸是在竖直面内,使其与小球运动平面平行,确保轨迹为平抛运动轨迹,故CF 正确.(二)为了能画出平抛运动轨迹,首先保证小球做的是平抛运动,所以斜槽轨道不一定要光滑,但必须是水平的.同时要让小球总是从同一位置释放,这样才能找到同一运动轨迹上的几个点,然后将这几个点平滑连接起来,故BC 错误,AD 正确.(三)(1)在竖直方向上有:2h gT =,其中53510h cm ()=-⨯=,代入求得:0.1T s =.(2)水平方向:0x v t =,其中30.15x L m ==,0.1t T s ==,故0 1.5/v m s =. (3)根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度,在B 点有:y 0.4v 2/20.2AC h m s T ===;所以B 点速度为:22220v 152 2.5/y v v m s =+=+=. 2.在做“研究平抛物体的运动”实验时.(1)除了木板、钢球、坐标纸、铅笔、重锤线、图钉之外,下列器材中还需要的是__ A .斜槽 B .秒表 C .弹簧秤 D .天平(2)实验中,下列说法正确的是______ A .斜槽轨道末端必须保证水平 B .斜槽轨道粗糙对实验有一定的影响 C .小球不必每次从斜槽上相同的位置释放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(3)实验时某同学得到了如图所示的物体运动轨迹,a 、b 、c 是轨迹上的三个点,以a 点为坐标原点,建立xOy 坐标系,则小球从a 点运动到b 点所用的时间t=___s ,小球平抛的初速度大小v=___m /s ,经过b 点时的速度大小v b =_____m/s(g=10m/s 2)【答案】A AD 0.1 2.5 【解析】(1) “研究平抛物体的运动”实验将斜槽的末端调成水平,这样小球从斜槽飞出后做平抛运动;“研究平抛物体的运动”实验中不需要测量小球的质量、重力及小球运动的时间.所以不需要的器材是天平、弹簧和秒表,需要的是斜槽.故A 项正确,BCD 三项错误.(2)A :斜槽的末端必须保证水平,这样小球从斜槽飞出后才做平抛运动.故A 项正确.BC :小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放,不论斜槽是否光滑,小球从斜槽飞出时的速度都相同,这样能保证描绘的是同一平抛运动的轨迹.故BC 两项错误.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.故D 项正确.(3)由图知ab 、bc 的水平距离相等,则小球从a 点运动到b 点所用的时间等于小球从b 点运动到c 点所用的时间,据2bc ab h h gt -=,解得:小球从a 点运动到b 点所用的时间0.200.100.1010bc ab h h t s s g --===. 小球平抛的初速度0.20 2.00.10ab x mm v s s t ===小球经过b 点时速度的竖直分量0.100.20 1.520.20abbc by y y mm v s s t ++=== 小球经过b 点时速度22222.0 1.5 2.5b by m m v v v s s=+=+=【成果巩固训练】1.如图所示的平抛运动轨迹上,若遗漏了平抛轨迹的起始点 ,可按下述方法处理数据: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CD 的竖直间距分别为y 1和y 2,当地重力加速度为g ,下列说法正确的是A .根据以上信息无法确定小球平抛的起始点B 221gx y y -C .1213y y > D .1213y y < 【答案】BC 【解析】 【详解】B .因三点间水平位移相等,则时间相等,设为T ,则由221y y gT -=0x v T =解得21y y T g-=2021gx v y y =-选项B 正确;A .根据122y y y v gt T +==求解v y ,t ;根据22y v y g=求解y ;根据x =v 0t 求解x ;选项A 错误; CD .设A 点的竖直速度为v y0,则2012220012=11[2(2)]()22y y y v T gT y y v T g T v T gT +⋅+-+220022001112211333322y y y y v T gT v T gT v T gT v T gT ++=>=+⨯⨯+⨯ 选项C 正确,D 错误; 故选C 。
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《探究平抛运动的特点》一、实验题1.某同学用图示装置研究平抛运动及其特点,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。
①他观察到的现象是:小球A、B______(填“同时”或“不同时”)落地;②让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间将______(填“变长”、“不变”或“变短”);③上述现象说明:平抛运动的时间与______大小无关,平抛运动的竖直分运动是______运动。
2.图(甲)所示是研究平抛物体运动的实验装置图,(乙)是实验后在白纸上作的图.(1)安装斜槽轨道时要注意________________________________.(2)实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹,每次释放小球时应使小球________________ ,目的是____________________。
(3)O为平抛运动起点,计算小球作平抛运动的初速度的公式是v0=________,根据(乙)图给出的数据,计算出小球平抛的初速度v0=________m/s.(g=9.8m/s2)3.在“研究平抛物体的运动”的实验中,(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)某同学只记录了A、B、C三点,各点的坐标如图所示,则物体运动的初速度为______m/s,初始位置的坐标为______(单位为cm,g=10m/s2).4.(1)做研究平抛运动实验时,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,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.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(2)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5cm,如果取g=10m/s2,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.5.在“研究平抛运动”实验中:(1)图1是横档条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,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.球的下端在此实验中,下列说法正确的是______ (多选).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轴的方向根据重锤线确定.(2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可以判断实验操作错误的是______ .A.释放小球的初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不平.(3)如图3所示是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是______ .6.用如图1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,落在水平挡板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痕迹点。
移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有______。
A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平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。
a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的______(选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时______(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重锤线平行。
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2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______13(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。
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)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是______。
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样。
这实际上揭示了平抛物体______。
A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动C.在下落过程中机械能守恒(5)牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远,如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。
同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因。
7.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______。
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______。
(g=9.8m/s2)(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,B点的竖直分速度为______。
(g=10m/s2)8.在用频闪照相法“研究平抛运动”的实验中,已知所用的数码相机拍摄照片,方格纸的每一小格的边长为5cm,取重力加速度g=10m/s2.试探究下列问题:(1)由图可以计算出小球初速度大小为______m/s.(2)由图可计算出小球运动到B点的速度大小______m/s.9.(1)为了进一步探究物体做平抛运动的规律,设计了如图甲所示的实验装置,以抛出点O点为坐标原点,实验中在坐标纸上建立好直角坐标系xOy,依次下移水平挡板的位置,分别得到小球在挡板上的落点,并在坐标方格纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将方格纸上的点迹连接起来。
有关实验的一些操作,下列说法正确的有_____________;A.每次必须由静止释放小球B.每次释放小球的位置可以不同C.斜槽轨道必须光滑D.斜槽轨道末端可以不水平E.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)在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L,重力加速度为g。
若小球在平抛运动图中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=__________________,小球在a点的速度v a=_______________。
(用已知量L、g表示)10.某物理实验小组采用如图甲所示的装置研究平抛运动。
(1)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(2)某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出。
改变水平挡板的高度,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乙1、2、3的位置,且l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x1、x2、x3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是______。
A.x2−x1=x3−x2B .x2−x1<x3−x2C .x2−x1>x3−x2D .无法判断(3)另一同学通过正确的实验步骤及操作,在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。
部分运动轨迹如图丙所示。
图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L,P1、P2和P3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。
重力加速度为g。
可求出小球从P1运动到P2所用的时间为______,小球抛出时的水平速度为______。
11.小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动.(1)小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验.下列说法正确的是______.A.应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B.斜槽轨道必须光滑C.斜槽轨道的末端必须保持水平D.本实验必需的器材还有刻度尺和秒表(2)小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动.图乙是在每小格的边长为5cm的背景下拍摄的频闪照片,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.则照相机两次闪光的时间间隔△t=______s,小球被抛出时的水平速度v=______m/s.12.如图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,其中合理的有______.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______.(3)某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,实验中只记录了竖直线没有记录平抛的起点,在竖直线上取某点记为O,过O的水平线为X轴,在轨迹上任取三点A、B、C,测A、B和C 点竖直坐标y1为40.0cm、y2为120.0cm、y3为175.0cm,A、B两点水平坐标为20.0cm和40.0cm.则平抛小球的初速度v0为______ m/s,小球在C点的速度v C为______ m/s(结果可以用根式表示,g取10m/s2).13.如图所示是“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______。
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______。