2019高中物理课时检测区能力达标5.3实验：研究平抛运动（含解析）新人教必修2.doc

1、1实验：研究平抛运动1.(多选)(2017常德高一检测)在“研究平抛运动”的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测的数据有 ( )A.小球开始滚下的高度B.小球在空中飞行的时间C.运动轨迹上某点 P 的水平坐标D.运动轨迹上某点 P 的竖直坐标【解析】选 C、D。由平抛运动规律,竖直方向 y= gt2,水平方向 x=v0t,因此 v0=x ,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 v0,故 C、D 正确。2.(多选)在“研究平抛物体的运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置是(设小球半径为 r) ( )A.斜槽口末端 O 点B.小球在槽口时,球心在木板

2、上的投影点C.槽口 O 点正前方 r 处D.小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方 r 处【解析】选 B、D。小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,而是球的球心在槽口上方时,球心在板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的位置高一些,确定该投影点的位置用选项 B、D 的说法即可。3.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: 世纪金榜导学号 35684011A.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.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

3、 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地释放。2(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,方木板竖直且与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端 (2)BAC4.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

4、作的图。 世纪金榜导学号35684012(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

5、处无初速度滚下。(4)由于 x=v0t,y= gt2,故初速度 v0=x ,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3(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 1.65.在研究平抛运动的实验中,某同学只在竖直板面上记下了通过抛出点的重垂线 y 的方向,但忘了记下平抛的初位置,在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹,如图所示。现在曲线上取A、B 两点,量出它们到 y 轴的距离,AA=x 1,BB=x 2,AB 的竖直距离为 h,重力加速度为 g,用这些量可以求得小球平抛时的初速度为_。 世纪金

6、榜导学号 35684013【解析】设抛出点为 O,且在 y 轴上,由平抛规律OA= g ,x1=v0t1;OB= g ,x2=v0t2;OB-OA=h,联立求出 v0= 。答案:【补偿训练】1.在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先将斜槽轨道的末端调成水平,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

7、处由静止释放,再得到痕迹 C。若测得木板每次移动距离 x=10.00cm,A、B 间距离4y1=4.78cm,B、C 间距离 y2=14.82cm。g 取 9.8m/s2。(1)根据以上直接测量的物理量得小球初速度 v0=_(用题中所给字母表示)。(2)小球初速度的测量值为_m/s。【解析】由于每次移动距离 x=10.00cm,所以小球从打 A 点到打 B 点与从打 B 点到打 C 点的时间相同,设此时间为 t。由于 y2-y1=gt2,且 y1=4.78cm、y 2=14.82cm,g=9.8m/s2,所以 t=0.1s,故小球初速度 v0= =x 1.00m/s。y21 g21答案:(1)

8、x (2)1.002.(2014安徽高考)图甲是“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,图乙中图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_。5(3)图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O 为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得 A、B

9、两点竖直坐标 y1为 5.0cm、y 2为 45.0cm,A、B 两点水平间距 x 为40.0cm。则平抛小球的初速度 v0为_m/s,若 C 点的竖直坐标 y3为 60.0cm,则小球在C 点的速度 vC为_m/s。(结果保留两位有效数字,g 取 10m/s2)【解析】(1)要保证小球从斜槽末端水平抛出,则斜槽末端必须水平;要保证小球每次抛出的初速度都相同,则小球必须从同一高度由静止释放,故选项 a、c 符合要求,b 不合理。平抛运动的轨迹应为平滑曲线,故选项 d 不合理。(2)由平抛运动可得,竖直方向:y= gt2水平方向:x=v 0t,则 y= x2,即 yx 2故选项 c 正确。(3)根据图线数据,利用运动规律分析,由平抛运动可得y1= gy2= g解得 t1=0.1s,t2=0.3s6故初速度 v0= =2.0m/sC 点在竖直方向的分速度 =2gy3则 C 点的速度 vC= =4.0m/s答案:(1)a、c (2)c (3)2.0 4.0