實驗：探究平拋運動的特點 提優(yōu)練習 高中物理新人教版必修第二冊（2022-2023學年）

5.3實驗：探究平拋運動的特點（提優(yōu)練）重點題型落腳點限時：25min【1】平拋運動的概念和平拋運動分解的特點【2】實驗操作（描跡法、頻閃照相法）、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗誤差分析【3】拋出點未知時實驗數(shù)據(jù)的處理方法1.（2020江蘇南京）圖示為用頻閃攝影方法拍攝的研究物體做平拋運動規(guī)律的照片，圖中A、B、C為三個同時由同一點出發(fā)的小球．AA′為A球在光滑水平面上以速度v運動的軌跡；BB′為B球以速度v被水平拋出后的運動軌跡；CC′為C球自由下落的運動軌跡，通過分析上述三條軌跡，你的結(jié)論是：_______________【答案】平拋運動的物體水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動．【解析】由題，A球沿水平方向做勻速直線運動，B球做平拋運動，C球做自由落體運動，通過對比看出，三個球運動的時間相同，所以說明平拋運動的物體水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動．故答案為平拋運動的物體水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動．2.（2022浙江寧波）小楊同學用平拋運動演示儀研究平拋運動的規(guī)律，如圖甲，A、B均為電磁鐵，C、D為相同的小鋼球，軌道末端有一光電門P，斷開電磁鐵A開關(guān)釋放C球，當C球通過光電門時，電磁鐵B斷電，D球開始下落，已知C球通過光電門時與D處在同一高度．（1）圖乙為某次實驗抓拍的照片．多次實驗，發(fā)現(xiàn)小球C、D始終能在下落過程中相撞，該現(xiàn)象說明________（2）雖然水平拋出點刻度未知，但該同學用相機連拍功能記錄小球運動過程中的連續(xù)三個位置的橫縱坐標如圖丙所示（單位：），由此可知連拍的時間間隔為________s，小球平拋的初速度大小為________【答案】①.平拋運動在豎直方向的運動規(guī)律與自由落體運動相同②.0.05③.0.9【解析】（1）小球C、D始終能在下落過程中相撞，即兩小球豎直方向的位移總是相同的，說明平拋運動在豎直方向的運動規(guī)律與自由落體運動相同。（2）[2]豎直方向，兩段時間內(nèi)的位移，，根據(jù)豎直方向，解得連拍的時間間隔為；[3]小球水平方向勻速直線運動，小球平拋的初速度大小3.（2020江蘇南京）①在用描點法做“研究平拋運動”的實驗時，如圖讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點畫出小球做平拋運動的軌跡，為了能較準確的描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，你認為正確的選項有______A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B．每次必須由靜止釋放小球C．記錄小球經(jīng)過不同高度的位置時，每次必須嚴格地等距離下降D．將球經(jīng)過不同高度的位置記錄在紙上后取下紙，用直尺將點連成折線②某次實驗畫出小球運動的軌跡如圖中曲線，A、B、C是曲線上的三個點的位置，A點為坐標原點，得到如圖所示坐標。取g=10m/s2。A到B的時間t=______s，小球做平拋運動的初速度v0=______m/s【答案】(1).AB(2).0.1(3).2【解析】①A．斜槽的末端保持水平，使得小球有水平初速度，故A正確。B．每次必須由靜止從同一高度下落，使得小球離開時具有相同的速度，故B正確。C．記錄小球經(jīng)過不同高度的位置時，不需等距離下降，故C錯誤。D．小球的運行軌跡是平滑曲線，不能畫成折線，故D錯誤。故選AB；②在豎直方向有，則有；速度為。4.（2020江蘇如皋中學）“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖如圖甲所示，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡．（1）下列做法合理的有____________．A．安裝斜槽軌道，使其末端水平B．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇C．每次小球應從同一高度由靜止釋放D．為描出小球的運動軌跡，描繪的點可以用折線連接（2）實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，下面y－x2圖像中能說明小球運動軌跡為拋物線的是___________．（3）圖乙是某同學根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取兩個點A和B，測得A、B兩點豎直坐標分別為y1=5.0cm，y2=20.0cm，A、B兩點水平間距Δx=20cm，g取10m/s2，則平拋小球的初速度為_______m/s，小球在B點的速度為_______m/s．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】(1).AC(2).C(3).2.0(4).2.8【解析】(1)A．為了保證小球的初速度水平，安裝斜槽軌道時，斜槽末端必須保持水平，故A正確；BC．為了保證小球每次平拋運動的初速度相等，讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，故B錯誤，C正確；D．為描出小球的運動軌跡，描繪的點要用平滑曲線連接，故D錯誤。故選AC。(2)根據(jù)平拋運動的規(guī)律有：得，可知y與x2圖線是過原點的傾斜直線，故選C。(3)根據(jù)得，根據(jù)得，則小球平拋運動的初速度，B點豎直方向的速度為，所以B點速度為5.（2020浙江紹興）在“研究平拋運動”的實驗中，采用圖1所示的實驗裝置，其簡圖如圖2所示，水平拋出的小球落入接球槽中，通過復寫紙在白紙上留下痕點。（1）下列說法正確的是__________（多選）A.小球運動時可以與豎直板相接觸B.固定斜槽時，必須保證斜槽末端切線水平C.在研究一條運動軌跡時，小球每次都要從同一位置由靜止開始釋放D.為了準確地描出小球運動的軌跡，必須用光滑曲線把所有的點連接起來（2）實驗中小球碰到接球槽會在復寫紙下面的白紙上留下相近的兩個點（如圖3所示），應該取__________（選填“左邊”或“右邊”）的點進行測量；（3）圖4是實驗中小球從斜槽上不同位置下落獲得的兩條軌跡，圖線①所對應的平拋運動的初速度__________（選填“較小”或“較大”），圖線②所對應的小球在斜槽上釋放的位置__________（選填“較低”或“較高”）?！敬鸢浮?1).BC(2).左邊(3).較大(4).較低【解析】（1）[1]A．若小球運動中與豎直擋板接觸，會增加摩擦力，從而導致小球不是平拋運動，故A錯誤；B．為了使小球離開斜槽末端時速度水平從而能平拋，則斜槽末端切線水平，故B正確；C．為了描繪同一個平拋運動的軌跡，必須使小球多次從斜槽末端飛出的初速度大小相同，則要從同一位置由靜止開始釋放，故C正確；D．準確地描出小球運動的軌跡時用光滑的曲線把大多數(shù)點連接起來，舍去誤差大的點；故D錯誤；故選BC。（2）接球槽上的兩個點跡，左邊是平拋的落點，右邊的點是反彈后留下的點，故應該取左側(cè)的點測量更準確；（3）兩條平拋的軌跡，取相同的豎直高度，則平拋的時間相同，由可知，圖線①的水平位移長，其初速度較大，需要從較高的位置滾下獲得較大初速度，則圖線②所對應的小球在斜槽上釋放的位置較低。6.（2021廣東五校）用如圖（a）所示的裝置研究平拋運動。將白紙和復寫紙對齊重疊并固定在硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點，在如圖（b）所示的白紙上建立以拋出點為坐標原點、水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標系（已知g=10m/s2）。（1）下列說法正確的是________________。A.斜槽軌道必須光滑，且小球每次要從斜槽同一位置由靜止釋放B需調(diào)節(jié)斜槽，保證其末端水平C.需調(diào)節(jié)硬板，保證硬板在豎直平面內(nèi)D.本實驗必需的器材還有刻度尺和秒表（2）在圖（b）中實驗記錄到有一個位置明顯發(fā)生偏差的點，其產(chǎn)生的原因可能是：該次實驗時，小球在斜槽釋放的位置與其它幾次相比偏________（“高”或“低”）。（3）根據(jù)圖（b）記錄的點可求得鋼球平拋的初速度大小為___________m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?BC②.低③.【解析】(1)A．為了保證小球平拋運動的初速度相等，每次讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，斜槽軌道不一定需要光滑，故A錯誤；BC．為保證小球做平拋運動，安裝斜槽時其末端切線必須水平，且讓小球出射方向與硬板平行，讓其在豎直面運動，故BC正確；D．小球平拋運動的時間可以根據(jù)豎直位移求出，不需要秒表，故D錯誤。故選BC。(2)由圖可知，第5個點明顯不到線上，水平方向的位移小了很多，是由于水平方向的初速度太小，所以原因是：小球從斜槽上滾下時的初始位置比其他幾次的位置偏低。(3)在豎直方向上，根據(jù)，得，小球做平拋運動的初速度7.（1）為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面；如圖乙所示的實驗：將兩個完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板連接，則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，這兩個實驗說明______A.甲實驗只能說明平拋運動在豎直方向做自由落體運動．B.乙實驗只能說明平拋運動在水平方向做勻速直線運動C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條D.甲、乙二個實驗均能同時說明平拋運動在水平、豎直方向上的運動性質(zhì)（2）關(guān)于“研究物體平拋運動”實驗，下列說法正確的是______A.小球與斜槽之間有摩擦會增大實驗誤差B.安裝斜槽時其末端切線應水平C.小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開始釋放D.小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度盡可能低一些．E.將木板校準到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行F.在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O，作為小球做平拋運動的起點和所建坐標系的原點（3）如圖丙，某同學在做平拋運動實驗時得出如圖丁所示的小球運動軌跡，a、b、c三點的位置在運動軌跡上已標出，則：（g?。傩∏蚱綊佭\動的初速度為______m/s．②小球運動到b點的速度為______m/s③拋出點坐標______cmy=______cm．【答案】(1).AB(2).BCE(3).2(4).2.5(5).-10(6).-1.25【解析】(1)A、用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面，知B球豎直方向上的運動規(guī)律與A球相同，即平拋運動豎直方向上做自由落體運動．故A正確．B、把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，知1球在水平方向上的運動規(guī)律與2球相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動．故B正確，C、D錯誤；故選AB.(2)A、小球與斜槽之間有摩擦，不會影響小球做平拋運動，故A錯誤；B、研究平拋運動的實驗很關(guān)鍵的地方是要保證小球能夠水平飛出，只有水平飛出時小球才做平拋運動，則安裝實驗裝置時，斜槽末端切線必須水平的目的是為了保證小球飛出時初速度水平，故B正確；C、由于要記錄小球的運動軌跡，必須重復多次，才能畫出幾個點，因此為了保證每次平拋的軌跡相同，所以要求小球每次從同一高度釋放，故C正確；D、小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度不能太低，故D錯誤．E、根據(jù)平拋運動的特點可知其運動軌跡在豎直平面內(nèi)，因此在實驗前，應使用重錘線調(diào)整面板在