平抛运动实验强化题(含答案)
高二物理平抛运动试题答案及解析
高二物理平抛运动试题答案及解析1.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2.5厘米,如果取重力加速度g=10米/秒2,那么:(1)照片的闪光频率为________Hz。
(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_______m/s。
【答案】(1)10 ;(2)0.75【解析】(1)根据,则,则照片的闪光频率为f=1/T=10Hz;(2)小球做平抛运动的初速度的大小为:【考点】研究平抛物体的运动试验。
2.如图所示,质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4 kg,设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s,g取10 m/s2,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是()A.m/s B.5m/sC.4 m/s D.m/s【答案】B【解析】据题意,小球从20m高出向走抛出做平抛运动,落到车上时数值分速度为:,即,此时水平分速度为:,当小球和车相对静止时,据动量守恒定律有:,则小车的速度为:,故选项B正确。
【考点】本题考查动量守恒定律和平抛运动的应用。
3.在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A 点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如右图所示.由此可见()A.电场力为2mgB.小球带正电C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等D.小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等【答案】D【解析】小球在水平方向不受力,所以沿水平方向做匀速直线运动,小球从A到B的运动时间是从B到C的运动时间的2倍,C错;在竖直方向,小球在AB受到的重力是小球在BC所受合力的一半,所以电场力,AB错;小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等,D正确。
【考点】平抛运动电场力4.质量为m=3kg的物体在离地面高度为h=20m处,正以水平速度v=20m/s运动时,突然炸裂成两块,其中一块质量为m1=1kg.仍沿原运动方向以v1=40m/s的速度飞行,炸裂后的另一块的速度大小为______m/s.两块落到水平地面上的距离为______m(小计空气阻力,g取10m/s2).【答案】10 60【解析】物体爆炸前后,由动量守恒定律可知:,代入数据可得:,方向不变.由可知两块物体的下落时间,所以两块物体落地点间的距离为..【考点】考查动量守恒定律和平抛运动规律的应用.5.分如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度v抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡另一点Q,斜坡的倾角为θ,已知该星球的半径为R,引力常量为G。
平抛运动典型例题(含答案)
[例1] 在倾角为的斜面上的P点,以水平速度向斜面下方抛出一个物体,落在斜面上的Q点,证明落在Q点物体速度。
解析:设物体由抛出点P运动到斜面上的Q点的位移是,所用时间为,则由“分解位移法”可得,竖直方向上的位移为;水平方向上的位移为。
又根据运动学的规律可得竖直方向上,水平方向上,所以Q点的速度[例2] 如图3所示,在坡度一定的斜面顶点以大小相同的速度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和,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多少?图3解析:和都是物体落在斜面上后,位移与水平方向的夹角,则运用分解位移的方法可以得到所以有同理则[例3] 如图6所示,在倾角为的斜面上以速度水平抛出一小球,该斜面足够长,则从抛出开始计时,经过多长时间小球离开斜面的距离的达到最大,最大距离为多少?图6解析:将平抛运动分解为沿斜面向下和垂直斜面向上的分运动,虽然分运动比较复杂一些,但易将物体离斜面距离达到最大的物理本质凸显出来。
取沿斜面向下为轴的正方向,垂直斜面向上为轴的正方向,如图6所示,在轴上,小球做初速度为、加速度为的匀变速直线运动,所以有① ②当时,小球在轴上运动到最高点,即小球离开斜面的距离达到最大。
由①式可得小球离开斜面的最大距离当时,小球在轴上运动到最高点,它所用的时间就是小球从抛出运动到离开斜面最大距离的时间。
由②式可得小球运动的时间为例4:在平直轨道上以20.5/m s 的加速度匀加速行驶的火车上,相继下落两个物体下落的高度都是2.45m .间隔时间为1s .两物体落地点的间隔是2.6m ,则当第一个物体下落时火车的速度是多大?(g 取210/m s )分析:如图所示.第一个物体下落以0v 的速度作平抛运动,水平位移0s ,火车加速到下落第二个物体时,已行驶距离1s .第二个物体以1v 的速度作平抛运动水平位移2s .两物体落地点的间隔是2.6m .解:由位置关系得 1202.6s s s =+-物体平抛运动的时间 20.7ht s g'=00021002000.710.252()(0.5)0.7s v t v s v t at v s v at t v '===+=+'=+⋅=+⨯由以上三式可得201sin 22sin 2/L gt L t gv m sαα===例5:光滑斜面倾角为θ,长为L ,上端一小球沿斜面水平方向以速度0v 抛出(如图所示),小球滑到底端时,水平方向位移多大?解:小球运动是合运动,小球在水平方向作匀速直线运动,有0s v t = ①沿斜面向下是做初速度为零的匀加速直线运动,有212L at =② 根据牛顿第二定律列方程sin mg ma θ= ③由①,②,③式解得0022sin L Ls v v a g θ==例6:某一物体以一定的初速度水平抛出,在某1s 内其速度方向与水平方向成37︒变成53︒,则此物体初速度大小是________/m s ,此物体在1s 内下落的高度是________m (g 取210/m s ) 选题目的:考查平抛物体的运动知识的灵活运用.解析:作出速度矢量图如图所示,其中1v .2v 分别是ts 及(1)t s +时刻的瞬时速度.在这两个时刻,物体在竖直方向的速度大小分别为gt 及(1)g t +,由矢量图可知:037gt v tg =︒ 0(1)53g t v tg +=︒由以上两式解得017.1/v m s = 97t s =物体在这1s 内下落的高度2211(1)22y g t gt ∆=+- 221919(1)()2727g g =+-17.9m =例7如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O 点水平飞出,经过3.0s 落到斜坡上的A 点.已知O 点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量m=50kg .不计空气阻力.(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g 取10m/s 2)求:(1)A 点与O 点的距离L ;(2)运动员离开O 点时的速度大小;(1)从O点水平飞出后,人做平抛运动,根据水平方向上的匀速直线运动,竖直方向上的自由落体运动可以求得A点与O点的距离L;(2)运动员离开O点时的速度就是平抛初速度的大小,根据水平方向上匀速直线运动可以求得;设A点与O点的距离为L,运动员在竖直方向做自由落体运动,则有:Lsin37°=0.5gt2L=gt22sin37°=75m(2)设运动员离开O点的速度为v0,运动员在水平方向做匀速直线运动,即:Lcos37°=v0t解得:v0=20m/s答:(1)A点与O点的距离是75m;(2)运动员离开O点时的速度大小是20m/s.1:在倾角为的斜面上的P点,以水平速度向斜面下方抛出一个物体,落在斜面上的Q点,证明落在Q点物体速度。
高考试题平抛运动实验专题含答案
(4)该同学在轨迹上任取一点M,测得坐标为(x,y),则初速度的测量值为______ _____,测量值比真实值要_________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
21.某同学使小球沿桌面水平飞出,用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像(每秒15帧照片),并将小球运动的照片打印出来。
(1)他大约可以得到几帧小球在空中运动的照片( )
A.5帧B.15帧
C.25帧D.无法估计
(2)若已知照片和实物的尺寸比例为1:10,从照片中测得小球相邻两个照片的水平距离约为5mm,则小球水平飞出的速度约为 m/s
3.在探究平抛运动的规律时,可以选用下列各种装置图,以下操作不合理的是 ( )
A.选用装置图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.选用装置图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.选用装置图3要获得钢球平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置静止释放钢球
14.如图是某个做平抛运动物体轨迹的一部分。A、B、C是轨迹上顺次的三个点,A与B、B与C的水平距离均为0.4m,A与B竖直距离为0.25m,B与C竖直距离为0.35m,则此物体的初速度为_______m/s,物体经过B点的瞬时速度大小为_________ m/s,B点距抛出点的水平距离为_______m。(g =10m/s2)
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
(完整word版)高一物理平抛运动练习题(附答案)
高一物理平抛运动练习题班级_________姓名_______________座号______ 命题人:郑俊峰一、单项选择题(答案填写到第3页的框格内)1. 关于做平抛运动的物体,正确的说法是A.速度始终不变B.加速度始终不变C.受力始终与运动方向垂直D.受力始终与运动方向平行2. 在“探究平抛运动的规律”的实验中,如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,则下列说法中错误的是A.小球平抛的初速度不同B.小球每次做不同的抛物线运动C.小球在空中运动的时间每次均不同D.小球通过相同的水平位移所用的时间均不同3. 以初速度v 0水平抛出一个物体,经过时间t 速度的大小为v t ,经过时间2t ,速度大小的正确表达式应该是A .gt v 20+B .gt v t +C .220)2(gt v +D .223()t v gt +4. 物体做平抛运动,它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切tanθ随时间t 的变化图像是图中的5.如图所示,斜面上有a 、b 、c 、d 四个点,ab =bc =cd.从a 点正上方的O 点以速度v 水平抛出一个小球,它落在斜面上的b 点.若小球从O 点以速度2v 水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的A .b 与c 之间某一点B .c 点C .c 与d 之间某一点D .d 点二、双项选择题(答案填写到第3页的框格内)6.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前方(如图所示)。
不计空气阻力,为了能把小球抛进小桶中,则下次再水平抛时,他可能作出的调整为A .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7.以速度v 0水平抛出一小球后,不计空气阻力,某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等,以下判断正确的是A .此时小球的竖直分速度大小大于水平分速度大小B .此时小球速度的方向与位移的方向相同C .此时小球速度的方向与水平方向成45度角D .从抛出到此时小球运动的时间为2v 0g8.一快艇要从岸边某一不确定位置处到达河中离岸边100 m 远的一浮标处,已知快艇在静水中的速度v x 图象和流水的速度v y 图象如图所示,则A .快艇的运动轨迹为直线B .快艇的运动轨迹为曲线C .能找到某一位置使快艇最快到达浮标处的时间为20 sD .快艇最快到达浮标处经过的位移为100 m题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C C B A AC AD BC三、填空实验题9.如右图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10 Hz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,单位为cm,两球恰在位置4相碰.则A球离开桌面时的速度______.(g取10 m/s2)【解析】小球做平抛运动满足x=v0t,由闪光照片知t=0.3 s,v0=1 m/s.【答案】 1 m/s10.如下图甲所示的演示实验中,A、B两球同时落地,说明________________________,某同学设计了如下图乙的实验:将两个斜滑道固定在同一竖直面内,最下端水平,把两个质量相等的小钢球,从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板衔接,则他将观察到的现象是____________________________________,这说明__________________________________________________________________________.【答案】平抛运动在竖直方向上是自由落体运动球1落到光滑水平板上并击中球2平抛运动在水平方向上是匀速直线运动四、计算解答题11.平抛一物体,当抛出1 s后它的速度与水平方向成45°角,落地时速度方向与水平方向成60°角.求(取g=10m/s2):(1)物体的初速度;(2)物体的落地速度;(3)开始抛出时物体距地面的高度;(4)物体的水平射程.12.如右图所示,一小球从平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h =0.8 m ,g =10 m/s 2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,则:(1)小球水平抛出的初速度v 0是多大?(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s 是多少?(3)若斜面顶端高H =20.8 m ,则:小球离开平台后经多长时间t 到达斜面底端?【解析】 (1)由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,否则小球会弹起,所以v y =v 0tan 53°,v 2y =2gh ,则v y =4 m/s ,v 0=3 m/s.(2)由v y =gt 1得t 1=0.4 s ,s =v 0t 1=3×0.4 m =1.2 m.(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a =g sin 53°,初速度v =5 m/s.则H sin 53°=v t 2+12at 22, 解得t 2=2 s .(或t 2=-134s 不合题意舍去) 所以t =t 1+t 2=2.4 s.。
平抛运动实验题答案
典例1答案 (1)A BD (2)C (3)B典例2:解析 本实验把小球通过的水平相等位移(即槽间距离d ),巧妙转化为题图中x 轴上通过相同的位移(即向纸内侧平移距离d ),而竖直方向确定的落点为竖直位置,因而可画出平抛运动的轨迹.(1)根据实验设计方案,实验前应对实验装置进行调节,使斜轨道末端切线水平,以保证小球飞出时的速度沿水平方向,小球做平抛运动.每次让小球从同一位置由静止释放的目的是使小球每次做平抛运动的初速度相同,轨迹相同.(2)每次将B 板向内侧平移距离d 是为了保持记录纸上每两点之间的水平距离相同.(3)如图所示(注意要用平滑的曲线连接).课后练习1.答案 B解析 要根据自由落体运动比较平抛运动竖直方向上的运动性质,与水平方向上的运动无关,而击打力度只影响水平方向上的速度,所以不需要控制每次的击打力度,A 错误;A 管内与大气相通,为外界大气压强,A 管在水面下保证A 管上出口处的压强为大气压强,因而另一出水管的上端口处压强与A 管上出口处的压强有恒定的压强差,保证另一出水管出水压强恒定,从而出水速度恒定,B 正确;选用装置图丙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,这样才能保证初速度相同,故C 错误;建立坐标系时,以斜槽末端端口上方小球球心在木板上的投影点为坐标原点,D 错误.2.答案 0.70(0.66~0.74均可)解析 方法一 水平方向做匀速直线运动,相邻两点间水平位移3.5l =v 0T竖直方向Δy =y 2-y 1=2l =gT 2将l =0.8×10-2 m 代入可得:v 0=0.70 m/s方法二 四个位置间的竖直分位移之比为1∶3∶5,故可知第一个球的位置为抛出点.由l =12gt 2 , 3.5l =v 0t ,将l =0.8×10-2 m 代入可得:v 0=0.70 m/s.3.,答案 (1)同一位置静止 斜槽末端切线水平(2)BAC (3)2Lg 0.7 m/s (4)52Lg 解析 (1)这种方法,需让小球重复同一个平抛运动多次,才能记录出小球的一系列位置,故必须让小球每次由同一位置静止释放.斜槽末端切线水平,小球才会做平抛运动.(3)由Δy =gT 2得相邻两点之间的时间间隔T =L g ,所以小球的初速度v 0=2L T=2Lg ,代入数据得v 0=0.7 m/s.(4)v by =3L 2T =3Lg 2,由v b =v by 2+v 0 2 得v b =9Lg 4+4Lg =52Lg . 【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验操作及用未知抛出点的轨迹求初速度4,答案 B解析 要使小球做平抛运动,斜槽轨道末端必须水平,A 正确.要使小球每次抛出的初速度相等,释放小球时必须在斜槽上同一位置由静止释放,B 错误,C 正确.小球离开轨道后,仅受重力作用,不能有摩擦,D 正确.【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验操作、注意事项和误差分析5答案 C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 项正确.【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验操作、注意事项和误差分析6,答案 B解析 钢球沿桌面飞出后做平抛运动,根据平抛运动规律得y =12gt 2,x =v 0t ,联立解得v 0=x g 2y,故要求出钢球离开水平桌面时的速度,需测量水平桌面的高度y 、钢球落地点与桌边的水平距离x ,B 项正确.【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验原理7,答案 (1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 (2)P 球击中Q 球 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动解析 (1)通过对照实验,说明两球具有等时性,由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.(2)两球在水平轨道上相遇,水平方向运动情况相同,说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动.8答案 (1)见解析(2)轨道末端切线沿水平方向(3)使小球每次都从同一位置无初速度滚下(4)x g 2y1.6 解析 (1)如图所示,斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O 点,从O 点开始作平行于铅垂线向下的直线为Oy 轴,再垂直于Oy 作Ox 轴.(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向,应调整斜槽使轨道末端切线沿水平方向.(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致,要求它的初速度相同,故每次都让小球从斜槽的同一位置无初速度滚下.(4)由于x =v 0t ,y =12gt 2,故初速度v 0=x g 2y ,根据题图乙给出的数据,可计算出v 0=1.6 m/s. 【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验操作及用已知抛出点的轨迹求初速度9,答案 10 2解析 因为x AB =x BC ,所以t AB =t BC ,在竖直方向上,由Δy =gT 2得(7×0.05-5×0.05) m =10 m/s 2·T 2,解得T =0.1 s ,故频闪频率为10 Hz.水平速度v 0=x T =4×0.050.1m /s =2 m/s. 【考点】研究平抛运动的基础性实验 【题点】实验操作及用未知抛出点的轨迹求初速度。
平抛运动实验题
10 道平抛运动实验题题目一:在平抛运动实验中,小球从斜槽上滚下,在空中做平抛运动,若小球每次从斜槽上滚下的初始位置不同,下列说法正确的是()A. 小球平抛的初速度不同B. 小球平抛的运动轨迹不同C. 小球在空中运动的时间不同D. 小球在空中运动的水平位移不同解析:小球每次从斜槽上滚下的初始位置不同,会导致平抛的初速度不同。
因为平抛运动的水平方向是匀速直线运动,初速度不同则水平位移不同;而平抛运动的时间只由下落高度决定,初始位置不同不影响下落高度,所以时间不变。
运动轨迹也会因初速度不同而不同。
答案为ABD。
题目二:平抛运动实验中,下列哪些操作会增大实验误差()A. 安装斜槽时,其末端不水平B. 确定小球抛出点时,有较大偏差C. 小球每次从斜槽上相同位置由静止释放D. 建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点解析:安装斜槽时末端不水平,小球做的不是平抛运动,会增大误差;确定小球抛出点有较大偏差,影响数据准确性,增大误差;小球每次从斜槽上相同位置由静止释放是正确操作,不会增大误差;以斜槽末端端口位置为坐标原点可能导致测量误差增大,应该以小球在末端球心位置为坐标原点。
答案为ABD。
题目三:在平抛运动实验中,测得小球平抛的初速度为v₀,当地重力加速度为g,小球下落高度为h,求小球水平位移x。
解析:根据平抛运动规律,竖直方向h = 1/2gt²,可求出运动时间t = √(2h/g);水平方向做匀速直线运动,水平位移x = v₀t = v₀√(2h/g)。
题目四:平抛运动实验中,若已知小球平抛的水平位移为x,下落高度为h,求小球平抛的初速度v₀。
解析:由h = 1/2gt²可得运动时间t = √(2h/g);又因为水平位移x = v₀t,所以v₀ = x/t = x/√(2h/g)。
题目五:在平抛运动实验中,实验时忘记记录小球抛出点的位置,只记录了几个点的坐标,已知其中一点坐标为(x₀,y₀),水平间距为Δx,竖直间距为Δy,求小球平抛的初速度v₀。
(完整版)平抛习题(含答案)
平抛运动1.在平坦的垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球飞行一段时间后落地.若不计空气阻力,则()A.垒球落地时瞬间速度的大小仅由初速度决定B.垒球落地时瞬间速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C.垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定2.若以抛出点为起点,取初速度方向为水平位移的正方向,在下列各图中,能正确描述做平抛运动的物体的水平位移x的图象的是()3.水平匀速飞行的飞机每隔1 s投下一颗炸弹,共投下5颗,若空气阻力及风的影响不计,则在炸弹落地前()A.这5颗炸弹在空中排列成抛物线B.这5颗炸弹及飞机在空中排列成一条竖直线C.这5颗炸弹在空中各自运动的轨迹均是抛物线D.这5颗炸弹在空中均做直线运动4.如图2所示,在光滑的水平面上有小球A以初速度v0匀速直线运动,同时在它正上方有小球B以v0为初速度水平抛出并落于C点,则()图2A.小球A先到达C点B.小球B先到达C点C.两球同时到达C点D.不能确定5.从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,下列说法正确的是()A.从飞机上看,物体静止B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方C.从地面上看,物体做平抛运动D.从地面上看,物体做自由落体运动6.在同一平台上的O点抛出的3个物体,做平抛运动的轨迹如图3所示,则3个物体做平抛运动的初速度v A、v B、v C的关系和3个物体运动的时间t A、t B、t C的关系分别是()图3A.v A>v B>v C,t A>t B>t CB.v A=v B=v C,t A=t B=t CC.v A<v B<v C,t A>t B>t CD.v A>v B>v C,t A<t B<t C7.图4一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4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() A.tan θB.2tan θC. D.8.如图5所示,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度v a和v b 沿水平方向抛出,经过时间t a和t b后落到与两抛出点水平距离相等的P点.若不计空气阻力,下列关系式正确的是()图5A.t a>t b,v a<v b B.t a>t b,v a>v b题号12345678答案斜面长为L,那么抛球的水平初速度v0是________.图610.平抛一物体,当抛出1 s后,它的速度与水平方向成45°角,落地时速度方向与水平方向成60°角,g取10 m/s2.求:(1)物体的初速度大小;(2)物体落地时的速度大小;(3)开始抛出时物体距地面的高度;(4)物体的水平射程.11.将一个物体以10 m/s的初速度从10 m高处水平抛出,不计空气阻力,它落地时的速度大小和方向怎样?所用的时间为多少?(g取10 m/s2)12.在亚西湾某次护航任务中,为了驱赶索马里海盗,我护航官兵从空中直升机上向海盗船水平发射了一颗警告弹,6 s后官兵看到警告弹在海盗船附近爆炸,若爆炸时警告弹的运动方向与水平方向的夹角为30°,空气阻力不计,g=10 m/s2,求:(1)直升机发射警告弹时的高度;(2)警告弹的初速度;(3)发射警告弹时直升机到海盗船的距离.、课后巩固练1.D 2.C3.BC[炸弹投出后,具有与飞机相同的水平速度,故所有炸弹抛出后均做平抛运动,轨迹是抛物线;炸弹抛出后在竖直方向上自由下落,在水平方向与飞机一样做匀速运动,所以炸弹落地前总在飞机的正下方,落地前炸弹和飞机总排列成一条竖直线.] 4.C[小球B以初速度v0水平抛出并落于C点,其水平方向做匀速直线运动,而在光滑的水平面上有小球A以初速度v0匀速直线运动,所以两球同时到达C点.]5.C[由于飞机在水平方向做匀速运动,当物体自由释放的瞬间,物体具有与飞机相同的水平初速度,则从飞机上看,物体始终处于飞机的正下方,选项B错;物体在重力的作用下在竖直方向做自由落体运动,所以选项A错误;在地面上看,由于物体具有水平方向的速度且只受重力的作用,因此物体做平抛运动,则C对,D错.]6.C[平抛运动的时间只与下落的高度有关,由t=得t A>t B>t C,由题图可知,在下落高度相同时,水平射程s A<s B<s C,所以v A<v B<v C,故C正确.]7.D[如图所示,设小球抛出时的初速度为v0,则v x=v0 ①v y=v0cotθ②v y=gt ③x=v0t ④y=⑤解①②③④⑤得:=,D正确.]8.A[根据平抛运动的规律可知,小球在空中运动的时间由抛出点到落地点的竖直高度决定,因h a>h b,所以t a>t b;水平位移由初始速度和小球在空中运动的时间决定,因x a =x b,所以v a<v b,故A正确.]9.cos θ解析根据题中条件,小球做平抛运动的水平方向的位移x=L cos θ,竖直方向的位移y =L sin θ,则x=v0t,y=gt2,故v0=,将上述条件代入得:v0=,整理得:v0=cos θ.点评将平抛运动的规律与斜面的几何关系相结合,是分析此类问题的技巧.10.(1)10 m/s (2)20 m/s(3)15 m(4)10 m解析(1)物体抛出t1=1 s时,由速度方向可得tan 45°=,得v0=10 m/s.(2)物体落地时,由速度方向可得cos 60°=,得v=20 m/s.(3)因v y=v·sin 60°=gt2,得t2=s,故h=gt=15 m.(4)物体的水平射程x=v0t2=10 m.11.17.3 m/s与水平地面的夹角约为54.7° 1.41 s解析设物体从抛出到落地所用时间为t,根据平抛运动的性质可知v x=v0,v y=gt,y =.所用时间t==s≈1.41 s.落地时的速度大小v==m/s≈17.3 m/s.速度方向与水平地面的夹角为θ,则θ=arctan =arctan ≈54.7°.落地时的速度大小为17.3 m/s,方向与水平地面的夹角约为54.7°,所用时间为1.41 s.12.(1)180 m(2)104 m/s(3)649 m解析(1)直升机的高度h=gt2=×10×62 m=180 m.(2)警告弹爆炸前瞬间在竖直方向上的速度v y=g·t=10×6 m/s=60 m/s所以v0==m/s=60 m/s≈104 m/s.(3)直升机到海盗船的距离s==m≈649 m.。
实验专题十四 研究平抛运动(含答案)
实验专题十四研究平抛运动1.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.2.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v0=x·g2y.3.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.4.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.5.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.6.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.7.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(1)图象法:建立yx2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yx2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________________________.【针对训练1】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________.【典例2】如图甲所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.(g=10 m/s2)(1)图乙是正确实验后的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为________m/s.(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸,方格边长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.【针对训练2】某同学利用图甲所示装置做“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边长均代表0.10 m,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g取9.8 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.从图乙中可读出|y1-y2|=________ m,|y1-y3|=________ m,|x1-x2|=________m.(保留两位小数)(2)若已测知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.(均可用根号表示)附:研究平抛运动其他方法1.喷水法如图所示,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,且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.将它描在背后的纸上,进行分析处理.2.频闪照相法频闪照相是指每隔一定时间对同一物体进行一次照相,并将其位置呈现在同一张底片上的技术.它可以精确描述物体的运动情况,如图所示.(1)通过对同一时刻两小球位置的对比可知,在任一个相同时间下落的位移是相等的,说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动.(2)测量相邻像间的水平距离,结果发现任意两个相邻的像间水平距离相等,说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动.【典例3】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所示,A是一块平面木板,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.把覆盖了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.(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)在图中绘出小球做平抛运动的轨迹.【思路点拨】实验中应当使得滚下的小球做平抛运动,就要求斜槽末端水平,且研究同一个平抛的运动规律,要求小球到达斜面底端速度大小一样,平抛运动水平方向为匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动,通过平滑曲线连接即可得到平抛运动的轨迹.【针对训练3】(2018·蚌埠二模)某小组设计了一个研究平抛运动的实验装置,在抛出点O的正前方,竖直放置一块毛玻璃.他们利用不同的频闪光源,在小球抛出后的运动过程中光源闪光,会在毛玻璃上出现小球的投影点,在毛玻璃右边用照相机进行多次曝光,拍摄小球在毛玻璃上的投影照片.如图1,小明在O点左侧用水平的平行光源照射,得到的照片如图3;如图2,小红将一个点光源放在O点照射重新实验,得到的照片如图4,已知光源的闪光频率均为31 Hz,光源到玻璃的距离L=1.2 m,两次实验小球抛出时的初速度相等.根据上述实验可求出:(结果均保留2位小数)(1)重力加速度的大小为________m/s2,投影点经过图3中M位置时的速度大小为________m/s.(2)小球平抛时的初速度大小为________m/s.【典例4】(多选)如图所示,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,两轨道上端分别装有电磁铁C、D,电磁铁E装在与轨道M最低点等高处的某一水平位置.调C、D高度,使AC=BD,将小铁球P、Q、R分别吸在电磁铁C、D、E上,然后同时切断C、D 电源,P、Q从弧形轨道滚下,当小球P运动到圆弧末端时由装置切断E电源,小球R开始下落,改变弧形轨道M的高度以及电磁铁E的位置,再进行若干次调整,经过多次实验发现,P、Q、R三球同时在水平面相撞.下列说法和做法正确的是()A.实验说明小铁球P离开轨道做平抛运动的竖直方向的分运动是自由落体运动B.实验说明小铁球P离开轨道做平抛运动的水平方向的分运动是匀速直线运动C.若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球Q,为了使三球同时相撞,可以适当将电磁铁E向右移动一些D.若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球Q,为了使三球同时相撞,可以适当将电磁铁E向左移动一些【针对训练4】如图,粗糙的斜槽固定在水平桌面上,斜槽末端与水平桌面平滑连接.小球从斜槽上A点滚下,经桌面末端B点水平抛出,落在地面上的C点,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是()A.若仅测出AB间的竖直高度,可求出小球经过B点时的速度B.若仅测出BC间的距离,可求出小球经过B点时的速度C.若仅测出BC间的水平距离,可求出小球做平抛运动的时间D.若仅测出BC间的竖直高度,可求出小球做平抛运动的时间【典例5】(多选)在探究平抛运动的规律时,可以选用图中所示的各种装置图,以下操作合理的是()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【针对训练5】在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度.实验简要步骤如下:A.让小球多次从________位置上滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置;B.安装好器材,注意调节斜槽末端和平板竖直,记下抛出点O和过抛出点O的竖直线;C.测出曲线上某点的坐标x、y,用v0=________算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值;D.取下白纸,以抛出点O为坐标原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹.上述实验步骤的合理顺序是________ (只排列序号即可).【典例6】“研究平抛运动”实验中,A实验小组选用如图1实验装置,他们让钢球从斜槽固定位置滚下从槽的末端飞出做平抛运动,用铅笔描出小球经过的位置,通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球经过的多个位置,得到钢球平抛运动的轨迹,并利用轨迹求出钢球平抛运动的初速度.(1)除图中所给的实验器材外,完成本实验还需要的测量工具是________________.(2)为保证钢球飞出后做平抛运动,斜槽末端必须水平.请简要说明,在实验操作中你是如何检测斜槽末端是否水平的._____________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)如图2所示,在实验中记下钢球的平抛初位置O点,用悬挂的重锤确定竖直线.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.如果平抛运动的轨迹是一条抛物线,那么轨迹上任意一点的y坐标与x坐标理论上应满足y=ax2,若设初速度为v0,重力加速度为g,关系式中的a应等于()A.gv0B.g2v0C.gv20D.g2v20(4)B实验小组为了更方便研究平抛运动,他们在实验中用频闪光源代替钢球,频闪光源的频率为50 Hz,抛出后经过画布时在上面留下了一串反映平抛运动轨迹的点迹(如图3).将点迹拍照后用软件分析可得到各点的坐标.下图中M1、M2、M3是频闪光源平抛运动过程中在画布上留下的三个连续点迹,M1、M2、M3的坐标见表格,通过计算可得频闪光源平抛运动的初速度为________m/s,当地的重力加速度为________m/s2.(5)该组同学在老师的启发下想进一步探究做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动,利用(4)中的实验装置完成实验并测量相关数据,通过计算机绘出如图4所示的v yt图象,并拟合出表达式,图中v y为频闪光源平抛运动竖直方向的分速度.他们通过分析图象和表达式可以得出的结论是________.A.斜槽末端可能不水平B.频闪光源与斜槽之间存在摩擦C.频闪光源在水平方向上做匀速直线运动D.频闪光源在竖直方向上做匀加速直线运动参考答案【典例1】【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【针对训练1】【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【典例2】【解析】(1)因为O点是抛出点,则h=12gt2,则:t=2hg=2×0.210s=0.2 s.则小球的初速度为v0=xt=0.320.2m/s=1.6 m/s.(2)由图可知,AB、BC之间的时间间隔相等,根据Δy=gT2得:T=Δyg=2Lg=0.110s=0.1 s,则小球的初速度为v0=3LT=0.150.1m/s=1.5 m/s.B点竖直方向上的分速度等于AC在竖直方向上的平均速度,为v By =8L 2T =0.40.2 m/s =2 m/s.【答案】 (1)1.6 (2)1.5 2【针对训练2】【解析】(1)由题图乙可知P 1到P 2两点在竖直方向的间隔为6格,P 1到P 3两点在竖直方向的间隔为16格,所以有|y 1-y 2|=0.60 m ,|y 1-y 3|=1.60 m ,P 1到P 2两点在水平方向的距离为6格,则有|x 1-x 2|=0.60 m.(2)由水平方向的运动特点可知P 1到P 2与P 2到P 3的时间相等,竖直方向根据Δy =gt 2,解得t =27 s ,则有v 0=x t =0.6027m/s =21210 m/s≈2.97 m/s. 【答案】(1)0.60 1.60 0.60 (2)27 21210(或2.97)【典例3】【解析】 (1)通过对实验装置的反复调节,达到:①斜轨末端水平,以保证小球离开轨道时做平抛运动,②A 板水平,保证B 板总处于同一高度,③插槽P 0P 0′垂直斜轨并在斜轨末端正下方,以保证B 板在P 0P 0′时小球的痕迹为抛出点.每次让小球从同一位置由静止释放,以保证小球每次以相同初速度做平抛运动.(2)记录纸上每两点间的水平距离相等.(3)如答案图所示.【答案】 (1)斜轨末端水平、A 板水平、插槽P 0P 0′垂直斜轨并在斜轨末端正下方 每次做初速度相同的平抛运动(2)使记录纸上每两点之间的水平距离相等(3)如图所示【针对训练3】【解析】(1)小球在竖直方向上做自由落体运动,连续相等时间内的位移之差为恒量Δy=gT2=gf2=1.00 cm,代入数据解得,重力加速度g=9.61 m/s2投影点经过M位置的竖直速度v M=y2T=yf2=0.62 m/s.(2)经过时间t后小球运动的水平位移为x=v0t,竖直位移为y=12gt2,设小球在玻璃上的投影点竖直距离为Y,由相似三角形可知xy=LY,解得Y=gLt2v0.下一次曝光时刻,Y+Δh=gL(t+1f)2v0.联立解得v0=gL2fΔh=9.3 m/s.【答案】(1)9.610.62(2)9.3【典例4】【解析】小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出,可以看到P、Q两球相碰.可知小球P在水平方向上的运动情况与Q球的运动情况相同,即小铁球P离开轨道做平抛运动的水平方向的分运动是匀速直线运动.当小球P运动到圆弧末端时,小球R 开始下落,多次实验发现,P、Q、R三球同时在水平面相撞,说明小铁球P做平抛运动的竖直方向的分运动是自由落体运动,A、B选项正确;若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球Q,为了使三球同时相撞,必须增大R球到Q球的水平距离,因此可以适当将电磁铁E向右移动一些,C选项正确,D选项错误.【答案】ABC【针对训练4】【解析】斜槽粗糙,仅测出AB间的竖直高度,无法确定B点的速度,A选项错误;小球离开B点后做平抛运动,根据公式h=12gt2只能计算出小球做平抛的运动时间,不能求出小球经过B点的速度,B选项错误,D选项正确;根据已知,仅测出BC间的水平距离,由于水平速度未知,故不能测出小球做平抛运动的时间,C选项错误.【答案】D【典例5】【解析】选用装置1研究平抛物体竖直分运动,应该用耳朵听A、B两球是否同时落地,A选项错误;装置2中,A管内为外界大气压强,在水面下保证A管上出口处的压强为大气压强.为了保证水流速度稳定,另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差.如果A管上出口在水面上则水面上为大气压强,随水面下降,出水管上口压强降低,出水速度减小,B选项正确;选用装置3时,要获得钢球的平抛轨迹,每次需要从斜槽上同一位置由静止释放钢球,C选项错误;数码照相机拍摄时曝光时间是固定的,可以用来研究平抛运动,D选项正确.【答案】BD【针对训练5】【解析】A.让小球多次从同一位置由静止滚下,目的是保证小球多次做平抛运动的初速度相等;C.平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动,水平方向有x=v0t,竖直方向有y=12gt2,联立求出初速度v0=xg2y,故实验步骤合理顺序是BADC.【答案】同一x g2y BADC【典例6】【解析】(1)实验中还需要刻度尺测量水平位移和竖直位移,还需要的测量工具是刻度尺.(2)检测斜槽末端是否水平,可以看小球能否静止在轨道的边缘.(3)小球做平抛运动,水平方向上x=v0t竖直方向上,y=12gt2联立解得a=g2v20,D选项正确.(4)根据平抛运动规律可知,平抛运动的初速度v0=xT相邻两点间的时间间隔T=0.02 s联立解得v0=0.5 m/s在竖直方向上,连续相等时间间隔内,位移之差为常量根据Δy=gT2得,g=9.75 m/s2.(5)由图可知,竖直分速度与时间成线性关系,可知频闪光源在竖直方向上做匀加速直线运动,由于0时刻的竖直分速度不为零,可知斜槽末端不水平,A、D选项正确.【答案】(1)刻度尺(2)看小球能否静止在轨道的边缘(3)D(4)0.59.75(5)AD。
平抛运动练习题(附参考答案)
5.2 平抛运动 练习1. 做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是( )A.大小相等,方向相同 B.大小不等,方向不同 C.大小相等,方向不同 D.大小不等,方向相同 2. 在高空匀速水平飞行的飞机,每隔1s 投放一物体,则()A.这些物体落地前排列在一条竖直线上 B.这些物体都落在地同上的同一点 C.这些物体落地时速度大小和方向都相同鞋 D.相邻物体在空中距离保持不变3. 从高h 处以水平速度v 0抛出一物体,物体落地速度方向与水平地面夹角最大的时候,h 与v 0的取值应为下列四组中的( )A.h =30m ,v 0=10m/s B.h =30m ,v 0=30m/s C.h =50m ,v 0=30m/s D.h =50m ,v 0=10m/s 4. 物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角α的正切tanα随时间t 变化的图像是图1中的( )5.如果作平抛运动的物体落地时竖直方向的速率和水平方向的速率相等, 则其水平位移和竖直方向的位移之比为( )A. 1 : 1B. 2 : 1C. 2 : 1D. 1 : 26. 对于一个做平抛运动的物体,它在从抛出开始的四段连续相等的时间内,在水平方向和竖直方向的位移之比,下列说法正确的是( )A.1:2:3:4; 1:4:9:16 B.1:3:5:7;1:1:1:1 C.1:1:1:1; 1:3:5:7 D.1:4:9:16;1:2:3:47.以v 0的速度水平抛出一个物体, 当其竖直分位移与水平分位移相等时, 则此时物体的 A. 竖直分速度等于水平分速度 B. 即时速度的大小为 5 v 0 C. 运动时间为 2 v 0g D. 运动的位移为 22v 02g8.物体从某一确定高度以v 0初速度水平抛出,已知落地时的速度为v t ,它的运动时间是 ( )A .g v v t 0-B .g v v t 20-C .gv v t 2202-D班级:________ 姓名:___________ 组别:tanαtαt αt αt A B C D图1图3__________9.如图3所示,斜面上有a 、b 、c 、d 四个点,ab =bc =cd ,从a 点正上方O以速度v 水平抛出一个小球,它落在斜面的b 点;若小球从O以速度2v 水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的( )A.b 与c 之间某一点 B.c 点C.d 点 D.c 与d 之间某一点 10.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.为了探究平抛物体的运动规律,可做下面的实验:如图4所示,用小锤打击弹性金属片,A球就水平习出,同时B球被松开,做自由落体运动,无论A球的初速度大小如何,也无论两球开始距地面高度如何,两球总是同时落到地面,这个实验( ) A.只能说明上述规律中的第(1)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11.A、B两小球同时从距地面高为h =15m 处的同一点抛出,初速度大小均为v 010m/s .A球竖直向下抛出,B球水平抛出,(空气阻力不计,g 取10m/s 2).求:(1)A球经多长时间落地? (2)A球落地时,A、B两球间的距离是多少?12.跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用依山势特别建造的跳台进行的,运动员穿着专用滑雪板峭带雪杖在助滑路上取得高速后起跳,在空中飞行一段距离后着陆,这项运动极为壮观,设一位运动员由a 点沿水平方向跃起,到b 点着陆,如图8所示测得ab 间距离L=40m ,山坡倾角θ=300,试计算运动员起跳的速度和他在空中飞行的时间.(不计空气阻力,g 取10m/s 2)图41.A2.AC3.D4.B5.B6.C7. BCD8.D9.A 10.B 、11.解:(1)A球做竖直下抛运动,由平抛运动规律可知 m h 15= ①s m v /100= ②2021gt v h += ③ 联立方程①②③解得:s t 1= ④(2)B球做平抛运动,由平抛运动规律可知 t v x 0= ⑤221gt y =⑥ 联立方程②④⑤⑥解得:x =10m 、y =5m 此时,A球与B球的距离L为:m 210y)-(h x 22=+=L所以,A球经1s 落地;A球落地时,A球与B球的距离m 210y)-(h x 22=+=L .12. 解:由题意知,运动员起跳后做平抛运动,由平抛运动规律可知: 水平位移x =v 0t =Lcos θ ① 竖直位移y =gt 2/2=Lsin θ ② 题中已知L =40m ,θ=300 ③联立方程①②③解得:m/s 310v 0=,t=2s所以,运动员起跳的速度为m/s 310v 0=, 他在空中运动的时间为t=2s .。
高中物理抛体运动 规律实验题专题训练含答案
高中物理抛体运动规律实验题专题训练含答案姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、实验,探究题(共12题)1、某同学用如图的装置做“验证动量守恒定律”的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的最右端处静止,让球a仍从原固定点由静止开始滚下,且与b球相碰,碰后两球分别落在记录纸上的不同位置,重复10次.(1)若采用此装置进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是 .A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧秤E.秒表(2)本实验必须测量的物理量是 .(填序号字母)A.小球a、b的质量m a、m bB.小球a、b的半径rC.斜槽轨道末端到水平地面的高度HD.球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差hE.小球a、b离开轨道后做平抛运动的飞行时间F.记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离、、(3)利用该实验测得的物理量,也可以判断两球碰撞过程中机械能是否守恒.判断的依据是看与在误差允许范围内是否相等.2、在做“研究平抛物体的运动”的实验中,下列做法哪些是必要的?A.斜槽轨道末端切线必须水平 B.一定要用钢球C.每次都要平衡小球所受摩擦力 D.小球每次都应从斜槽同一高度释放3、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可以不同C.每次必须由静止释放小球D.记录小球位置用的铅笔位置每次必须等距离改变E.小球运动中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4、在做“研究平抛物体的运动”这一实验时,下面哪些说法是正确的_________。
第五章 专题强化练5 实验:探究平抛运动的特点
专题强化练5实验:探究平抛运动的特点1.如图所示是采用频闪照相的方法拍摄到的小球做平抛运动的照片.背景标尺每小格边长均为L=5 cm,则:(1)由图可知,小球在水平方向做________运动,理由是____________________.(2)拍摄时每________ s曝光一次,平抛运动的初速度为______ m/s.(取重力加速度g=10 m/s2) 2.(2021·郴州市高一期末)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,改变小锤打击的力度,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的末端可看作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在轨道出口处的水平初速度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______________________.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________________ _______________________________________________________________________________.(3)丙同学采用频闪照相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L=2.5 cm,则由图可求得拍摄时每________ s曝光一次,该小球做平抛运动的初速度大小为________ m/s(g取10 m/s2).3.某物理兴趣小组在做“探究平抛运动的特点”的实验时,分成两组,其中一个实验小组让小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到如图所示的照片,已知每个小方格边长为10 cm,当地的重力加速度g取10 m/s2,其中第4点处的位置被污迹覆盖.(1)若以拍摄的第1点为坐标原点,以水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系,被拍摄的小球在第4点的位置坐标为(______cm,______cm);(2)小球平抛的初速度大小为________m/s;(3)另一个实验小组的同学正确地进行了实验并正确地描绘了运动轨迹,测量了轨迹上的不同点的坐标值,根据所测得的数据以y为纵轴,x2为横轴,在坐标纸上画出对应的图像为过原点的直线,并测出直线斜率为2,则平抛运动的初速度v0=____________ m/s.4.(2022·重庆市实验中学高一阶段练习)如图所示,在研究平抛运动的实验中:(1)为准确确定坐标轴,还需要的器材是________;A.弹簧测力计B.重垂线C.打点计时器D.天平(2)实验中,下列说法正确的是________;A.小球每次从斜槽上不相同的位置自由滚下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.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(3)在做该实验时某同学只记录了小球运动的轨迹上的A、B、C三点,已知相邻两点的时间间隔相等,并以A点为坐标原点建立了直角坐标系,得到如图所示的图像,g取10 m/s2.①根据图像求出相邻两点的时间间隔为__________________ s;②根据图像求出小球做平抛运动的初速度大小为________ m/s;③小球运动到B点时的速度大小为______ m/s.(结果可含根号)5.(2021·苏州实验中学高一开学考试)如图为研究平抛运动的实验装置,在实验过程中A球在斜槽末端水平抛出时撞开轻质接触式开关(未画出),被电磁铁吸住的B球同时在等高位置自由下落,借助频闪相机记录两个小球下落过程中的位置.请回答下列问题:(1)频闪相机记录A、B两球在下落过程中不同时刻的位置,关于该实验的原理或现象,下列说法正确的是________.A.该实验用比较的方法来探究A球在竖直方向上的分运动规律B.该实验用测量的方法来探究A球在竖直方向上的分运动规律C.从实验现象中可以得出A球在竖直方向上的分运动是自由落体运动D.从实验现象中可以得出A球在竖直方向上的分运动是匀速直线运动(2)根据两小球各自的运动特点,判断两小球在到达水平槽之前是否发生了碰撞?________(填“是”或“否”).(3)利用频闪相片研究A球的平抛运动,将坐标原点设在球A0所在的球心位置,建立以水平向右为x轴,竖直向下为y轴的坐标系,测量并记录A1的坐标为(x1,y1),A2的坐标为(x2,y2),若小球A在水平方向上做匀速直线运动,则x1和x2的数值关系应为________________.利用得到的数据可以计算出频闪周期T=________________.(已知当地重力加速度为g,结果用x1、y1、y2表示)6.在做“探究平抛运动的特点”的实验时:(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线________.(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)某同学通过实验得到的轨迹如图甲所示,判断O点是否是抛出点:____________(选填“是”或“否”).(4)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点,确定其坐标,并在直角坐标系内绘出了y-x2图像,如图乙所示,则此小球平抛的初速度v0=____________ m/s.(取g=10 m/s2)7.在做“探究平抛运动的特点”的实验中,为了确定小球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;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,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=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm.请回答以下问题:(重力加速度g=9.80 m/s2)(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)每次把木板移动相同的水平距离,原因是:_____________________________________.(3)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=________________.(用题中所给字母表示)(4)小球初速度的值为v0=________ m/s.8.(2022·成都七中高一阶段练习)图甲是“研究平抛运动”的实验装置,斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H,实验时,当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰时,立即断开电路使电磁铁释放Q小球,发现两小球同时落地,改变H大小,重复实验,P、Q仍同时落地.(1)关于实验条件的说法,正确的有________;A.斜槽轨道末段N端必须水平B.斜槽轨道必须光滑C.P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放D.P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放(2)该实验结果可表明________.A.两小球落地速度的大小相同B.两小球在空中运动的时间相等C.P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同D.P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动(3)若用一张印有小方格(小方格的边长为L=2.5 cm)的纸记录P小球的轨迹,小球以同一初速度平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示,重力加速度g=10 m/s2.则:P小球在b点的瞬时速度的大小为v0=________ m/s.若以a点为坐标原点,水平向右为x轴,竖直向下为y轴,则抛出点的坐标为___________________________(结果以厘米为单位).。
平抛运动练习题及答案
- 1 -平抛运动规律一.选择题(不定项):1、关于平抛运动,下列说法正确的是()A .不论抛出位置多高,抛出速度越大的物体,其水平位移一定越大B .不论抛出位置多高,抛出速度越大的物体,其飞行时间一定越长C .不论抛出速度多大,抛出位置越高,其飞行时间一定越长D .不论抛出速度多大,抛出位置越高,飞得一定越远2、关于平抛运动,下列说法正确的是 () A .是匀变曲线速运动B .是变加速曲线运动C .任意两段时间内速度变化量的方向相同D .任意相等时间内的速度变化量相等3、物体在平抛运动过程中,在相等的时间内,下列哪些量是相等的 ()A .速度的增量B .加速度C .位移D .平均速率4、做平抛运动的物体,在水平方向通过的最大距离取决于 ()A .物体的高度和重力B .物体的重力和初速度C .物体的高度和初速度D .物体的重力、高度和初速度5、质量为m 的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态,当撤去某个恒力F 1时,物体可能做( )A .匀加速直线运动;B .匀减速直线运动;C .匀变速曲线运动;D .变加速曲线运动。
6、物体在做抛体运动中,在相等时间内,下列相等的量是(不计空气阻力).( )A .速度的增量B .加速度C .位移D .动量的增量7、在高度为h 的同一位置上向水平方向同时抛出两个小球A 和B ,若A 球的初速v A 大于B 球的初速v B ,则下列说法正确的是( )A .A 球落地时间小于B 球落地时间B .在飞行过程中的任一段时间内,A 球的水平位移总是大于B 球的水平位移C .若两球在飞行中遇到一堵竖直的墙,A 球击中墙的高度总是大于B 球击中墙的高度D .在空中飞行的任意时刻,A 球的速率总大于B 球的速率8、以16m/s 的速度水平抛出一石子,石子落地时速度方向与抛出时速度方向成37°角,不计空气阻力,那么石子抛出点与落地点的高度差为________,石子落地时速度是________(g =10m/s 2;sin37°=0.6,cos37°=0.8).9、如图所示,以9.8m/s 的水平初速度v 0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 、s B 、sC 、s D 、2s10、二.填空题11、从高度为h 处以初速度v 0水平抛出一物体,测得落地点与抛出点的水平距离为x .如果 抛出点的高度降低了h ,仍要把物体抛到x 远处,则水平初速度应为____。
2022年人教版力学实验题研究平抛运动
实验题强化专练-研究平抛运动学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、实验题1.如图所示,某同学在研究平抛运动的实验中,在小方格纸画出小球做平抛运动的轨迹以后,又在轨迹上取出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,完成下面几个问题:(结果保留三位有效数字)(1)小球平抛运动的初速度v0=______m/s。
(2)物体运动到b点时的瞬时速度v b=______m/s;(3)从抛出点到c点所经历的时间是______s。
2.用如图1所示装置研究平拋运动。
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.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放B.斜槽轨道要尽量光滑些C.斜槽轨道末端必须保持水平D.本实验必需的器材还有刻度尺和停表(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。
(3)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,只要下落高度相同,在空中飞行的时间都一样。
这实际上是因为平抛物体______。
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3.某小组设计了一个研究平抛运动的实验装置,在抛出点O的正前方,竖直放置一块毛玻璃。
1_5.3 实验:研究平抛运动参考答案+详细解答
3.实验:研究平抛运动一、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v0=x·g2y.二、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.三、实验步骤方法一:描迹法1.安装调整(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,使其末端伸出桌面,轨道末端切线水平.(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近.如图所示:2.建坐标系:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,利用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴,画出水平向右的x轴.3.确定小球位置(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值.(2)让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点.(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.4.描点得轨迹:取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹.方法二: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,且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.将它描在背后的纸上,进行分析处理.方法三:频闪照相法数码照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.四、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.A B C D E F x /mm y /mmv 0=x g 2y /(m·s -1)v 0的平均值五、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.六、注意事项1.斜槽安装: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,将其向两边各轻轻拨动一次,若没有明显的运动倾向,斜槽末端的切线就水平了.2.方木板固定:方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.3.小球释放(1)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下.(2)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球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.坐标原点: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.初速度的计算:在轨迹上选取离坐标原点O 点较远的一些点来计算初速度.【例1】(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有________.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(3)(多选)引起实验结果偏差较大的原因可能是________.A .安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平B .确定Oy 轴时,没有用重垂线C .斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦D .空气阻力对小球运动有较大影响[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滚下,才能保证每次的轨迹相同,A 正确.斜槽没必要必须光滑,只要能使小球飞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)小球从斜槽末端飞出时,斜槽切线不水平,y 轴方向不沿竖直方向,空气阻力对小球运动有较大影响,都会影响小球的运动轨迹或计数点的坐标值,从而引起较大的实验误差,而斜槽不绝对光滑只会影响小球平抛的初速度大小,不会影响实验结果偏差大小,故A 、B 、D 正确.[答案](1)C 、F (2)AC (3)ABD【例2】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余操作时准确无误,只有一处失误,即是________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)该同学在轨迹上任取一点M ,测得坐标为(x ,y ),则初速度的测量值为________,测量值比真实值要________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).[解析](1)斜槽水平时小球处处平衡,放在槽口能静止不动.(2)用重锤线来确定竖直线最准确.(3)描绘小球的运动轨迹时应是描绘球心的位置,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.(4)根据x =v 0t ,y =12gt 2,两式联立得:v 0=x g 2y ,因为坐标原点靠下,造成y 值偏小,从而v 0偏大.[答案](1)将小球放置在槽口处轨道上,小球能保持静止(2)重垂线(3)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(4)v 0=x g 2y偏大 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________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BAC 2.两个同学根据不同的实验条件,进行了“研究平抛运动”的实验:甲乙(1)甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,使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 ,分别用于发射小铁球P 、Q ,其中N 的末端可看作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 在轨道出口处的水平初速度v 0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,使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是________________.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______________ ________________________________________________________________.[解析](1)通过对照实验,说明两球具有等时性,由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.(2)两球在水平轨道上相遇,水平方向运动情况相同,说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动.[答案](1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动(2)P球击中Q球做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动3.如图甲是研究平抛运动的实验装置图,图乙是实验后在白纸上作的图.甲乙(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴,并说明这两条坐标轴是如何作出的.答:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹,实验中应注意________.(4)计算小球平抛初速度的公式v0=________,根据图乙给出的数据,可计算出v0=________m/s.[解析](1)从O点开始作平行重垂线向下的直线为Oy轴,再垂直于Oy作Ox轴.如图所示.(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向,应调整斜槽使底端切线沿水平方向.(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致,要求它的初速度相同,故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下.(4)由于x=v0t,y=12gt2,故初速度v0=x g2y,根据图乙给出的数据,可计算出v0=1.6m/s.[答案](1)图见解析利用重垂线作Oy轴,再垂直于Oy作Ox轴(2)底端切线沿水平方向(3)每次都从同一高度处无初速度滚下(4)x g2y 1.64.某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时,将小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到了如图所示的照片,已知每个小方格边长为9.8cm,当地的重力加速度为g=9.8m/s2.(1)若以拍摄的第一点为坐标原点,水平向右和竖直向下为平面直角坐标系的正方向,则没有被拍摄到的小球(在图中没有方格的区域内)位置坐标为__________[用图中格数表示坐标,比如图中标记为2的小球坐标为:(2,1)].(2)小球平抛的初速度大小为________m/s.[解析](1)根据平抛运动的特点,在水平方向上位移相等,所以相邻计数点间的水平距离相等,故水平方向的坐标为x=3×2×9.8cm=58.8cm;在竖直方向上做自由落体运动,故在相等时间内走过的位移差为一定值,所以竖直方向的坐标为y=(1+2+3)×9.8cm=58.8cm;故没有被拍摄到的小球位置坐标为(58.8,58.8).(2)根据逐差法可得Δh =gt 2得t =9.8×10-29.8s =0.1s ,在水平方向上做匀速直线运动,故v 0=x t =2×9.8×10-20.1m/s =1.96m/s.[答案](58.8,58.8) 1.965.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,如图所示)、铁架台(带有夹具)、米尺.(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)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 =x g 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=xg 2y 6.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g =10m/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2cm 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0.04m 时,竖直方向的位移也是0.04m ,根据h =12gt 2,得t =2h g =2×0.0410s =0.0894s ,则水流喷出的速度v 0=x t =0.040.0894m/s =0.447m/s .[答案](1)见解析(2)0.447m/s7.在研究“平抛运动”实验中.(1)图1是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方法,坐标原点应选小球在斜槽末端时的_______.图1A.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轴的方向根据重垂线确定(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________.图2A.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)下图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()7.(1)B BD(2)C(3)B解析(1)小球平抛运动轨迹出发点应该在斜槽末端球的上端处,所以选B.实验过程中,斜槽不一定光滑,只要能够保证小球从同一位置静止释放,即使轨道粗糙,摩擦力做功是相同的,小球离开斜槽末端的速度就是一样的,所以A错,记录点适当多一些,能够保证所描曲线更接近小球的真实轨迹,选项B正确,选项C错.y轴必须是竖直方向,即用重垂线确定,即选项D正确。
平抛运动测试题及答案10
平抛运动测试题及答案10平抛运动试题一、选择题:1.如图1所示,在光滑的水平面上有一小球a以初速度v0运动,同时刻在它的正上方有小球b也以v0初速度水平抛出,并落于c点,则( )A .小球a先到达c点B .小球b先到达c点C .两球同时到达c点D .不能确定 2.如图2所示,为物体做平抛运动的x-y图象.此曲线上任意一点P (x ,y )的 速度方向的反向延长线交于x 轴上的A 点,则A 点的横坐标为( )A.0.6xB.0.5xC.0.3xD.无法确定3.下列关于平抛运动的说法正确的是( )A. 平抛运动是非匀变速运动B. 平抛运动是匀速运动C. 平抛运动是匀变速曲线运动D. 平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的4.将甲、乙、丙三个小球同时水平抛出后落在同一水平面上,已知甲和乙抛射点的高度相同,乙和丙抛射速度相同。
下列判断中正确的是( )A. 甲和乙一定同时落地B. 乙和丙一定同时落地C. 甲和乙水平射程一定相同D. 乙和丙水图图一 1平射程一定相同5.对平抛运动的物体,若g 已知,再给出下列哪组条件,可确定其初速度大小( ) A .水平位移 B .下落高度C .落地时速度大小和方向D .落地位移大小和方向6. 关于物体的平抛运动,下列说法正确的是( ) A. 由于物体受力的大小和方向不变, 因此平抛运动是匀变速运动;B. 由于物体速度的方向不断变化, 因此平抛运动不是匀变速运动;C. 物体的运动时间只由抛出时的初速度决定,与高度无关;D.平抛运动的水平距离由抛出点的高度和初速度共同决定.7. 把甲物体从2h 高处以速度V 水平抛出,落地点的水平距离为L,把乙物体从h 高处以速度2V 水平抛出,落地点的水平距离为S,比较L 与S,可知( ) A.L=S/2 ; B. L=2S; C.L S =12;D.L S =2 .8.以速度v 0水平抛出一小球,如果从抛出到某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等,以下判断正确的是( )A .此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小B .此时小球的速度大小为2 v 0C .小球运动的时间为2 v 0/gD .此时小球速度的方向与位移的方向相同9.物体在平抛运动过程中,在相等的时间内,下列哪个量是相等的( )A.位移B.加速度C.平均速度D.速度的增量二、填空题:10.如图3所示的演示实验中,A 、B 两球同时落地,说明 。
(完整版)平抛运动超全练习题及答案详解
tv yOAtv yOBtv yOCt v yOD平抛运动规律巩固练习1、关于平抛运动,下列说法正确的是 ( )A .不论抛出位置多高,抛出速度越大的物体,其水平位移一定越大B .不论抛出位置多高,抛出速度越大的物体,其飞行时间一定越长C .不论抛出速度多大,抛出位置越高,其飞行时间一定越长D .不论抛出速度多大,抛出位置越高,飞得一定越远 2、关于平抛运动,下列说法正确的是( )A .是匀变曲线速运动B .是变加速曲线运动C .任意两段时间内速度变化量的方向相同D .任意相等时间内的速度变化量相等3、物体在平抛运动过程中,在相等的时间内,下列哪些量是相等的 ( ) A .速度的增量 B .加速度 C .位移 D .平均速率4、物体做平抛运动时,描述物体在竖直方向上的速度v y (取向下为正)随时间变化的图像是( )5、质量为m 的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态,当撤去某个恒力F 1时,物体可能做( )A .匀加速直线运动;B .匀减速直线运动;C .匀变速曲线运动;D .变加速曲线运动。
6、物体从某一确定高度以v 0初速度水平抛出,已知落地时的速度为v t ,它的运动时间是 )A .g v v t 0-B .g v v t 20-C .gv v t 2202- D .22t 0v v -g7、在高度为h 的同一位置上向水平方向同时抛出两个小球A 和B ,若A 球的初速v A 大于B 球的初速v B ,则下列说法正确的是( ) A .A 球落地时间小于B 球落地时间B .在飞行过程中的任一段时间内,A 球的水平位移总是大于B 球的水平位移C .若球在飞行中遇到一堵竖直墙,A 球击中墙的高度总是大于B 球击中墙的高度D .在空中飞行的任意时刻,A 球的速率总大于B 球的速率 8、研究平抛运动,下面哪些做法可以减小实验误差( ) 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、如图所示,以9.8m/s 的水平初速度v 0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 、sD 、2s10、如图示,从一根内壁光滑的空心竖直钢管A 的上端边缘,沿直径方向向管内水平抛入一钢球.球与管壁多次相碰后落地(球与管壁相碰时间不计),若换一根等高但较粗的内壁光滑的钢管B ,用同样的方法抛入此钢球,则运动时间( ) A .在A 管中的球运动时间长 B .在B 管中的球运动时间长 C .在两管中的球运动时间一样长 D .无法确定11、从高度为h 处以初速度v 0水平抛出一物体,测得落地点与抛出点的水平距离为x .如果抛出点的高度降低了43h ,仍要把物体抛到x 远处,则水平初速度应为____。
探究平抛运动规律和向心力实验(解析版)--高考物理实验题
2022-2024三年高考物理实验分类解析探究平抛运动规律和向心力实验2024年高考题1(2024年高考河北卷)图1为探究平抛运动特点的装置,其斜槽位置固定且末端水平,固定坐标纸的背板处于竖直面内,钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出,落在倾斜的挡板上挤压复写纸,在坐标纸上留下印迹.某同学利用此装置通过多次释放钢球,得到了如图2所示的印迹,坐标纸的y轴对应竖直方向,坐标原点对应平抛起点.①每次由静止释放钢球时,钢球在斜槽上的高度(填“相同”或“不同”)。
②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。
③根据轨迹,求得钢球做平抛运动的初速度大小为m/s(当地重力加速度g为9.8m/s2,保留2位有效数字)。
【答案】 ①. 相同 ②. ③. 0.71【解析】①为保证钢球每次平抛运动的初速度相同,必须让钢球在斜槽上同一位置静止释放,故高度相同;②描点连线用平滑曲线连接,钢球做平抛运动的轨迹如图所示③因为抛出点在坐标原点,为方便计算,在图线上找到较远的点,在图线上找到坐标为19.6cm的点为研究位置,该点坐标为14.1cm,19.6cm,根据平抛运动规律gt2x=v0t,y=12解得v0=0.71m/s2023年高考题2(2023年6月高考浙江选考科目)(7分)(1)在“探究平抛运动的特点”实验中①用图1装置进行探究,下列说法正确的是。
A.只能探究平抛运动水平分运动的特点B.需改变小锤击打的力度,多次重复实验C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点②用图2装置进行实验,下列说法正确的是。
A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下图1图2图3③用图3装置进行实验,竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。
实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上P 点静止滚下,撞击挡板留下点迹0,将挡板依次水平向右移动x ,重复实验,挡板上留下点迹1、2、3、4。
高中物理 5.3 实验:研究平抛运动试题(含解析)新人教版必修2
5.3 实验:研究平抛运动一、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线1.平抛运动的轨迹是一条_____,由于竖直方向只受_____作用,它的纵坐标的变化规律与_____的规律一样;2.要探究做平抛运动的物体在水平方向的运动特点,需要测量几段相等的时间内物体在水平方向上的位移,看这些位移是否相等,因此要在实验中设法得到平抛运动的轨迹,在平抛运动轨迹上找到每隔相等时间物体能到达的_____,测量两相邻位置间的_____,分析这些位移的特点。
二、计算平抛物体的初速度(1)根据平抛物体的_____可以计算物体的初速度;平抛运动可看作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成,即x =_____,y =_____。
对运动的轨迹,建立坐标系,测量出x 、y ,再利用公式v 0=xt=_____,求出平抛物体的初速度。
曲线 重力 自由落体 位置 位移v 0t 运动轨迹212gt一、描迹法描绘平抛运动的轨迹 (1)实验设计利用实验室的斜面小槽等器材安装成如图所示的装置。
钢球从斜槽上滚下,通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释放,则钢球每次在空中做平抛运动的轨迹相同。
设法用铅笔描出小球经过的位置。
通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,用平滑的曲线将各点连起来,从而得到钢球做平抛运动的轨迹。
这样我们就可以利用运动轨迹研究平抛运动的性质并确定平抛运动中的各个物理量。
(2)实验器材末端水平的斜槽、木板、坐标纸、图钉、小球、刻度尺、重垂线、铅笔等。
(3)实验步骤①安装调整斜槽:将固定有斜槽的木板放在实验桌上,用平衡法检查木板是否水平,即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;②安装调整竖直平板:用图钉把坐标纸钉在竖直木板上,并用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直,然后固定竖直木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变;③确定坐标原点及坐标轴:选定斜槽末端处小球球心所在的点为坐标原点O,从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴;④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O点开始做平抛运动,先用眼睛粗略地确定小球在某一x值处(如x=1 cm)的y值。
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《平抛运动实验》典型题(含答案)
1.在做“研究平抛运动”实验中,引起实验误差的原因是()
①安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平
②确定O y轴时,没有用重垂线
③斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦
④空气阻力对小球运动有较大影响
A.①③
B.①②④
C.③④
D.②④
2.如图所示,两个相同的弧形轨道M、N,分别
用于发射小铁球P、Q,两轨道上端分别装有电磁铁C、
D.调C、D高度,使AC=BD,将小铁球P、Q分别吸
在电磁铁C、D上,然后切断电源,P、Q从弧形轨道
滚下,改变弧形轨道M的高度,再进行若干次实验,
经过多次实验发现,P、Q两球总是在水平面相遇.上
述实验说明()
A.竖直方向的运动是自由落体运动B.竖直方向的运
动是匀速直线运动
C.水平方向的运动是匀速直线运动D.水平方向的运动是变速直线运动3.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.弹簧秤F.重垂线
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
4、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络线,于是他在曲线上取水平距
离s∆相等的三点A、B、C,量得s∆= 0.2m。
又量出它们之
间的竖直距离分别为h1 = 0.1m,h2 = 0.2m,利用这些数据,
可求得:(g=10m/s2)
(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。
5、如图所示为一小球作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,g=10m/s2,
那么:⑴闪光频率为Hz;
⑵小球运动的初速度的大小是m/s;
⑶小球经过B点时的速度大小为m/s。
6.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y1=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm.请回答以下问题(g=9.80 m/s2)
(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)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=__________.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0=__________ m/s.
7、如图所示,为一平抛物体运动的闪光照片示意
图,照片与实际大小相比缩小10倍.对照片中小球位置
进行测量得:1与4闪光点竖直距离为1.5 cm,4与7
闪光点竖直距离为2.5 cm,各闪光点之间水平距离均
为0.5 cm.则(1)小球抛出时的速度大小为多少?
(2)验证小球抛出点是否在闪光点1处,若不在,则抛出点距闪光点1的实际水平距离和竖直距离分别为多少?(空气阻力不计,g=10 m/s2)
《平抛运动实验》测试题答案
1. B
2. C
3. CF AD 4、 2 1.5 0.0125
5、(1)
,(3)B v =
=6.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)根据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 ;竖直方向由匀变速直线运动推论有:
y 2-y 1=gT 2,且v 0T =x .
解以上两式得:v 0=x g y 2-y 1. (3)代入数据解得v 0=1.00 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 7、抛出点距1点水平位移为15 cm ,竖直位移为5 cm.。