2021屆高考物理二輪復習實驗精解訓練(5)實驗：研究平拋運動

1、2021屆高考物理二輪復習實驗精解訓練(5)實驗：研究平拋運動三個同學根據不同的實驗裝置，進行了“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗.甲同學采用如圖1所示的裝置用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明.乙同學采用頻閃攝影的方法拍攝到小球做平拋運動的照片.小球在平拋運動中的幾個位置如圖2中的a、b、c、d所示，圖中每個小方格的邊長L=2.5cm.則小球經過b點時的速度大小v=m/s.(g=10m/s2，結果保留三位有效數字)b丙同學采用如圖3所示的裝置.關于該實驗方法，下列選項中與

2、誤差無關的是.槽與小球間有摩擦B.槽未端切線不水平C.小球每次自由滾下時，木板的高度不同D.小球每次自由滾下的位置不同如圖是研究平拋運動的實驗裝置示意圖，桌面上的小球經壓縮狀態(tài)的彈簧彈開后，飛出桌面做平拋運動。撞到帶有白紙和復寫紙的豎直長木板上，并留下痕跡A。重復實驗，木板依次后退水平距離相同，都為x，小球撞在木板上，留下痕跡B、C，測量A、B、C點到同一點0的距離yyj歹3，其中。點與小球拋出時圓心位置等高。1)關于此實驗，以下說法正確的是重復實驗時，必須將彈簧壓縮到同一位置，再釋放小球桌面必須嚴格保證水平桌面必須盡量光滑，多次重復實驗定會有y:y:y=1：4：9123利用題目中所給數據，可

3、得到平拋運動的初速度為v(已知當地重力加速度0為g)。在“研究平拋運動”實驗中：圖1是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標注小球最高點，確定平拋運動軌跡的方法，坐TOC o 1-5 h z標原點應選小球在斜槽末端點時的。球心B.球的上端C.球的下端在此實驗中，下列說法正確的是。A.斜槽軌道必須光滑B.記錄的點應適當多一些C.用光滑線把所有的點連接起來D.y軸的方向根據重垂線確定圖2是利用圖1裝置拍攝小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可以判斷實驗操作錯誤的是。釋放小球的初速度不為0釋放小球的初始位置不同斜槽末端切線不平如圖3所示是利用穩(wěn)定的細水柱顯示平拋運動軌跡的裝置，其中正確的是。頻閃攝影是研究變速運動

4、常用的實驗手段。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。某物理小組利用圖甲所示裝置探究平拋運動規(guī)律。他們分別在該裝置正上方A處和右側正前方B處安裝了頻閃儀器并進行了拍攝，得到的頻閃照片如圖乙，0為拋出點，P為運動軌跡上某點。則根據平拋運動規(guī)律分析下列問題(g取10m/s2):乙圖中，攝像頭A所拍攝的頻閃照片為選填“(a)”或(b)”。測得圖乙(a)中OP距離為45cm,(b)中OP距離為30cm,則平拋物體的初速度大小應為m/s，小球在P點速度大小應為m/s.“研究平拋運動”的實驗裝置如圖甲所示。甲

5、Z.為減少空氣阻力對小球的影響，應選擇的小球是()A.實心小木球B.實心小鐵球C.空心小鐵球D.以上三種球都可以用小錘打擊彈性金屬片，a球就水平飛出；同時b球被松開，做自由落體運動。把整個裝置放在不同高度進行實驗，結果兩小球總是同時落地。這個實驗說明了a球()A.水平方向的分運動是勻速直線運動B.水平方向的分運動是勻加速直線運動C.豎直方向的分運動是自由落體運動D.豎直方向的分運動是勻速直線運動某同學描出了小球做平拋運動的軌跡如圖乙所示。他以拋出點為坐標原點0,取水平向右為x軸，豎直向下為y軸，在軌跡上取兩點A(x,y)和B(x,y)，且使y:y=1:4，若112212測量發(fā)現x:x大約為，則

6、說明小球在水平方向做勻速直線運動。12某同學用如圖甲所示的裝置做“探究平拋運動規(guī)律”的實驗,實驗中正確記錄了小球的印跡,得到如圖乙所示的方格紙中a、b、c、d四個位置，小方格的邊長為L=1.25cm，不計空氣阻力。實驗中,下列說法合理的是。斜槽一定要光滑，其末端必須水平每次小球都必須從同一高度自由滑下平板必須豎直，斜槽末端必須水平平板豎直固定，必須取槽口處為坐標原點圖乙中若取a點為坐標原點，水平方向為x軸，豎直方向為y軸,小球在水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，則小球做平拋運動時的初速度為m/s,小球拋出點的坐標為(保留兩位有效數字，g=10m/s2)某學校研究性學習小組設計了如

7、圖甲所示的實驗裝置，用來測定滑塊與桌面間的動摩擦因數，水平桌面上固定有一滑槽，其末端與桌面相切，讓滑塊從滑槽的最高點由靜止滑下，滑到桌面上后再滑行一段距離x,隨后離開桌面做平拋運動，最后落在上端斜靠在桌邊右端點0點的長直木板上的某點，記下該點與O點的距離L。平移滑槽的位置并固定，多次改變滑行的距離x,每次讓滑塊從滑槽的最高點靜止釋放，得到不同的L。作出x-L圖象如圖乙所示，即可根據圖象信息得到滑塊與桌面間的動摩擦因數Uo回答下列問題:每次讓滑塊從滑槽上的同一高度釋放,是為了o為達到實驗目的,除已經測出的x和L夕卜，還需要測量的物理量有A.滑槽最高點與桌面的高度差hB.滑塊的質量mC.用量角器測

8、出長直木板與水平面的夾角9D.當地的重力加速度g若x-L圖象在橫軸上的截距為a,在縱軸上的截距為b,如圖乙所示，則滑塊與桌面間的動摩擦因數的表達式為。（用本題提供的物理量符號表示）“研究平拋物體的運動”實驗的裝置如圖甲所示。小球從斜槽上滾下，經過水平槽飛出后做平拋運動。每次都使小球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，在小球運動軌跡的某處用帶孔的卡片迎接小球，使小球恰好從孔中央通過而不碰到邊緣，然后對準孔中央在白紙上記下一點。通過多次實驗，在豎直白紙上記錄小球所經過的多個位置，用平滑曲線連起來就得到小球做平拋運動的軌跡。|對甲圖乙匡1丙（1）實驗所需的器材有：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽、小球、重垂

9、線、有孔的卡片，除此之外還需要的一項器材是。A.天平B.秒表C.刻度尺（2）在此實驗中，小球與斜槽間有摩擦（選填“會”或“不會”）使實驗的誤差增大；如果斜槽末端點到小球落地點的高度相同，小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，那么小球每次在空中運動的時間（選填“相同”或“不同”）。（3）如圖乙所示是在實驗中記錄的一段軌跡。已知小球是從原點0水平拋出的，經測量A點的坐標為（40cm,20cm），g取10m/s2，則小球平拋的初速度v=m/s,若B點的橫0坐標為x=60cm，則B點的縱坐標為y=m。BB（4）一同學在實驗中采用了如下方法：如圖丙所示，斜槽末端的正下方為0點。用一塊平木板附上復寫紙和白紙，

10、豎直立于正對槽口前的O處，使小球從斜槽上某一位置由靜止?jié)L1下，小球撞在木板上留下痕跡A。將木板向后平移至O處，再使小球從斜槽上同一位置由靜2止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡B。O、O間的距離為x，O、O間的距離為x，A、B間1122的高度差為y。則小球拋出時的初速度v為。0:空二粋B.,:遅C.T2y2y22答案以及解析答案：（1）平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動（2）1.25（3）A解析：（1）在同一高度，同一時刻開始做平拋運動的小球與自由落體運動的小球總是同時落地，平拋運動在豎直方向上是自由落體運動.（2）取a、b、c三點分析，水平方向間隔均為2L，所以小球從a點到b點、從b點到c點

11、的時間相同，設均為T，在豎直方向上由Ay=gT2，解得T=0.05s.根據水平方向勻速運動3L有2L=vT，解得v=1.0m/s.分析知小球經過b點時豎直方向上的速度v=一=0.75m/s，00y2T所以小球經過b點時的速度大小v=、卩2+v2=1.25m/s.b*0y（3）槽與小球間有摩擦，對本實驗沒有直接影響，只要小球每次從同一位置靜止釋放，小球做平拋運動的初速度都相同，故選A.答案：（1）AB（2）x*g23+yi-2y2解析：（1）重復實驗時，必須將彈簧壓縮到同一位置，再釋放小球，以保證每次彈出的初速度都相同，選項A正確；桌面必須嚴格保證水平，以保證小球做平拋運動，選項B正確；桌面光滑

12、與否與實驗精度無關，只要彈出時速度相同即可，選項C錯誤；由于豎直板的初始位移與拋出點的距離不一定也是x,則O、A、B、C四點的時間間隔不一定相同，則不一定會有片譏*1：4：9，選項D錯誤。2）由平拋運動的規(guī)律可知：X=號，(y3-叮-(y2-=gt2，解得v0注+yi-2y2答案：（1）ABDC（4）B解析：（1）確定平拋運動軌跡的方法，坐標原點應選小球在斜槽末端點時的球心，故選A。(2)實驗過程中，斜槽不一定光滑，只要能夠保證從同一位置靜止釋放，即使軌道粗糙，離開斜槽末端的速度也是一樣的，故A錯誤；記錄點適當多一些，用平滑曲線描出的軌跡更準確一些，故B正確；做平滑曲線時應通過盡可能多的點，不

13、在曲線上的點均勻分布在曲線兩側，離曲線較遠的點舍去，故C錯誤；y軸必須是豎直方向，用重垂線確定，故D正確。由題圖可知斜槽末端不水平，才會造成斜拋運動，故選C。豎直管與大氣相通，為外界大氣壓強，豎直管在水面下保證豎直管上出口處的壓強為大氣壓強。因而另一出水管的上端口處壓強與豎直管上出口處的壓強有恒定的壓強差，保證另一出水管出水壓強恒定，從而水速度恒定。如果豎直管上出口在水面上，則水面上為恒定大氣壓強，因而隨水面下降，出水管上口壓強降低，出水速度減小。故選B。答案：(1)(b)；(2)1,空10解析：(1)小球做平拋運動時,水平方向是勻速直線運動,豎直方向是自由落體運動，故攝像頭A所拍攝的頻閃照片

14、為(b)。(2)豎直方向上y=gt2，得t=s=0.30s,水平方向上2YgH10 x0.3v=m/s=1m/s0t0.3P點小球在豎直方向的速度卩丄=gt=10 x0.3m/s=3m/s，則乙=譏+v2=P10m/s。5答案：(1)BC1:2解析：(1)為減少空氣阻力對小球的影響，應選擇的小球是實心小鐵球，選項B正確。在打擊金屬片時，兩小球同時分別做平拋運動與自由落體運動，結果同時落地，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動，選項C正確。豎直方向上做自由落體運動，y:y=1:4，根據h=1gt2知，運到到A、B兩點的時122間比為1:2，所以0到A、A到B的時間相等，若水平位移又相等，即如果x

15、:x=1:2，則12說明小球水平方向上做勻速直線運動。答案：(1)BC(2)1.0；(2.5cm,0.31cm)解析：(1)斜槽不一定要光滑，因為每次摩擦力相同，只要小球每次從同一高度自由滑下那么小球每次從槽口飛出的速度都相同，但要保證小球飛出時的初速度方向是水平的，故斜槽末端必須水平，平板必須豎直，A錯誤,B、C正確;坐標原點應建立在斜槽槽口小球的重心處，而不是槽口處,D錯誤。2)由題圖乙知小球在水平方向有4L=v0T，豎直方向由Ah=gT2知2L=gT2，聯立兩式得v0=.;2gL=l.Om/s，T=0.05s；小球經過b點時的豎直速度大小v=6L=0.75m/s,由v=gt知t=0.07

16、5s，所以小球從拋出點到a點經歷的時間為y2Tyt=0.025s，由x=vt，得x=2.5cm，由y=丄gt2，得y0.31cm，即小球拋出點的坐標為a0a2a(一2.5cm,-0.31cm)。答案：(1)使滑塊到達滑槽末端的速度相等(2)C/c、acos20卩=方4bsin0解析：(1)從同一高度釋放可保證滑塊滑到滑槽末端時的速度相等，即能使滑塊在桌面上運動的初速度相同;11=mv2-mv2,220(2)(3)設滑塊滑到桌面上時的速度為v0,離開桌面時的速度為v,根據動能定理得根據平拋運動的規(guī)律有Lcos0=vt,Lsin0=1gt2,0為長直木板與水2平面的夾角，聯立可得v2=卷芽，整理可得x=孟C0S204卩sin0L，所以有bcos20acos20a=兀而-贏儷，所以選C&答案：(1)C2)不會；相同3)2；0.45A解析：(1)此實驗中只需描繪出小球做平拋運動的軌跡，根據軌跡進行計算，本實驗還需要刻度尺，故選C。(2)只要小球從同一高度、無初速開始運動，在相同的情形下，即使小球與槽之間存在摩