高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 3 實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)習(xí)題 新人教版必修2

1、3實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)1(多選)為了驗(yàn)證做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖l531所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)小錘打擊彈性金屬片，a球水平拋出，同時(shí)b球被松開(kāi)，自由下落關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的有()圖l531a兩球的質(zhì)量應(yīng)相等b兩球應(yīng)同時(shí)落地c應(yīng)改變裝置的高度，多次實(shí)驗(yàn)d實(shí)驗(yàn)也能說(shuō)明a球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)2(多選)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()a安裝有斜槽的木板時(shí)，一定要注意木板是否豎直b安裝有斜槽的木板時(shí)，只要注意小球不和木板發(fā)生摩擦就可以c每次實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放d實(shí)驗(yàn)的目的是描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律3如圖l532所示，兩個(gè)

2、完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上的不同高度處，軌道的末端水平，在它們相同位置上各安裝一個(gè)電磁鐵，兩個(gè)電磁鐵由同一個(gè)開(kāi)關(guān)控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球a、b，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，兩個(gè)小球同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)離開(kāi)圓弧軌道后，a球做平拋運(yùn)動(dòng)，b球進(jìn)入一個(gè)光滑的水平軌道，則：圖l532(1)b球進(jìn)入水平軌道后將做_運(yùn)動(dòng)；改變a球所在圓弧軌道的高度，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，總能觀察到a球正好砸在b球上，由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是_(2)若某次兩個(gè)小球相碰的位置恰在水平軌道上的p點(diǎn)處，固定在豎直板上的方格紙的正方形小格邊長(zhǎng)均為5cm，則可算出a鐵球到達(dá)p點(diǎn)的速度為_(kāi)m/s.(g取10m/s2，結(jié)果保留兩位小數(shù))4

3、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖l533甲所示，a是一塊水平木板，在其上等間隔地開(kāi)鑿出一組平行的插槽(圖中p0p0、p1p1)，槽間距離均為d.把覆蓋復(fù)寫(xiě)紙的白紙鋪貼在硬板b上實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將b板插入a板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放每打完一點(diǎn)后，把b板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d.實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)，如圖所示甲乙圖l533(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了_(2)每次將b板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了_(3)在圖乙中繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡5實(shí)驗(yàn)室有斜槽等器材，裝配圖如圖l534甲所示鋼球從

4、斜槽上滾下，經(jīng)過(guò)水平槽飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)每次都使鋼球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，鋼球在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)法用鉛筆描出鋼球經(jīng)過(guò)的位置，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，在豎直白紙上記錄鋼球所經(jīng)過(guò)的多個(gè)位置，連起來(lái)就得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.圖l534(1)某同學(xué)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置和進(jìn)行其余的操作時(shí)都準(zhǔn)確無(wú)誤，他在分析數(shù)據(jù)時(shí)所建立的坐標(biāo)系如圖乙所示他的錯(cuò)誤之處是_(2)該同學(xué)根據(jù)自己所建立的坐標(biāo)系，在描出的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡圖上任取一點(diǎn)(x，y)，運(yùn)用公式v0x求小球的初速度v0，這樣測(cè)得的平拋初速度值與真實(shí)值相比_(選填“偏大”“偏小”或“相等”)6圖l535為用頻閃照相機(jī)拍攝一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)

5、均為5cm，g取10m/s2，求：(1)照相機(jī)的閃光頻率；(2)小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大??；(3)小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度大小圖l5357如圖l536所示，研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上，利用光電門(mén)傳感器和碰撞傳感器可測(cè)得小球的水平初速度和飛行時(shí)間，底板上的標(biāo)尺可以測(cè)得水平位移保持水平槽口距底板高度h0.420m不變，改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置，測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0、飛行時(shí)間t和水平位移d，記錄在下表中圖l536v0/(m/s)0.7411.0341.3181.584t/ms292.7293.0292.8292.9d/cm21.730.338.646.4(1)由表中數(shù)

6、據(jù)可知，在h一定時(shí)，小球的水平位移d與其初速度v0成_關(guān)系(2)一位同學(xué)計(jì)算出小球飛行時(shí)間的理論值t理s289.8ms，發(fā)現(xiàn)理論值與測(cè)量值之差約為3ms.經(jīng)檢查，實(shí)驗(yàn)及測(cè)量無(wú)誤，其原因可能是_(3)另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后，另做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，竟發(fā)現(xiàn)測(cè)量值t依然大于自己得到的理論值t理，但二者之差在37ms之間，且初速度越大則差值越小對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的安裝進(jìn)行檢查，確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平，則導(dǎo)致偏差的原因是_8(1)在如圖l537甲所示的實(shí)驗(yàn)中，a、b兩球同時(shí)落地，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是_運(yùn)動(dòng)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)相同的軌道固定在同一豎直平面內(nèi)，最下端水平，其中軌道2與光滑水

7、平軌道平滑相接現(xiàn)把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從傾斜軌道的相同位置由靜止同時(shí)釋放，則他將觀察到的現(xiàn)象是：在水平軌道上球1擊中球2.這說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是_運(yùn)動(dòng)圖l537(2)若用如圖l538所示的平拋儀來(lái)做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)所需器材包括：附帶金屬小球的斜槽，木板及豎直固定支架，白紙，圖釘，_，三角板，鉛垂線，鉛筆等實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下：圖l538a讓小球多次從_位置上由靜止?jié)L下，記下小球運(yùn)動(dòng)中的一系列位置b安裝好器材，注意_，記下軌道末端o點(diǎn)和過(guò)o點(diǎn)的豎直線c測(cè)出曲線上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y，用v_算出小球在該點(diǎn)的瞬時(shí)速度d取下白紙，建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫(huà)平拋軌跡上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是_圖

8、l539(3)在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，記錄了如圖l539所示的一段軌跡abc.已知物體是由原點(diǎn)o水平拋出的，c點(diǎn)的坐標(biāo)為(60cm，45cm)，則平拋物體的初速度為v0_m/s，物體經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)下落的高度為hb_m(g取10m/s2)1bc解析平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，故兩球同時(shí)落地，b項(xiàng)正確；為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，可以多次實(shí)驗(yàn)提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，c項(xiàng)正確；小球的質(zhì)量對(duì)小球的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響，a項(xiàng)錯(cuò)誤；a球水平方向的分運(yùn)動(dòng)無(wú)法確定，d項(xiàng)錯(cuò)誤2acd解析木板要豎直，保證描點(diǎn)準(zhǔn)確，a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)誤；為保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，每次實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放，c項(xiàng)正

9、確；實(shí)驗(yàn)的目的是描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，進(jìn)而求出初速度，d項(xiàng)正確3(1)勻速直線平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)3.35解析 (1)讓兩小球從相同的弧形軌道上相同高度處滾下，從而使兩小球同時(shí)滾離軌道并具有相同的速度小球a做平拋運(yùn)動(dòng)，小球b做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩小球相遇，當(dāng)改變a球所在圓弧軌道所在的高度時(shí)，兩球仍能相碰，則說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)小球做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向，有h9lgt2，vygt在水平方向，有9lv0ta到達(dá)p點(diǎn)的速度為v將l5cm代入，解得v3.35m/s.4(1)斜軌末端水平、插槽p0p0垂直斜軌末端并在斜軌末端正下方使小球每次做平拋

10、運(yùn)動(dòng)的初速度都相同(2)使記錄紙上每?jī)牲c(diǎn)之間的水平距離等于小球在水平方向?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)的距離(3)如圖所示5(1)略(2)偏大解析 (1)直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)應(yīng)建在鋼球飛離槽口時(shí)球心的水平投影點(diǎn)處，它在槽口正上方r處( r為鋼球半徑)，而該同學(xué)卻錯(cuò)誤地將坐標(biāo)原點(diǎn)取在槽口處(2)由于坐標(biāo)系的原點(diǎn)較實(shí)際偏下，即運(yùn)用公式v0x求初速度時(shí)，y偏小，所以求得的v0值偏大6(1)10hz(2)1.5m/s(3)2.5m/s解析 (1)在豎直方向上有hgt2，其中h2l2×5cm10cm，所以照相機(jī)閃光周期t0.1s，頻率f10hz.(2)水平方向有xabv0t，則v01.5m/s.(3)在b點(diǎn)時(shí)豎直分速度大小為vy2m/s，小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度大小v2.5m/s.7(1)正比(2)計(jì)算時(shí)重力加速度取值(10m/s2)大于實(shí)際值(3)光電門(mén)傳感器安裝在斜槽端口的內(nèi)側(cè)，傳感器的中心離槽口還有一段很小的距離8(1)自由落體勻速直線(2)刻度尺同一讓軌道末端水平badc(3)20.26edbc3191f2351dd815ff33d44