物理人教版必修2課時作業(yè)5-3實驗研究平拋運動

課時作業(yè)3實驗：研究平拋運動時間：45分鐘一、單項選擇題1．在做“研究平拋物體的運動”實驗中，需要測量的物理量有(D)A．小球的質(zhì)量B．小球的釋放點到斜槽末端的豎直高度C．運動軌跡上某點到原點的距離D．運動軌跡上某點到原點的水平距離和豎直距離解析：該實驗的目的是描軌跡和測初速度v0.要測v0需求出運動時間和水平位移大小，由t＝eq\r(\f(2h,g))可知，求時間需要測小球的下落高度，即豎直位移．2．從同一高度以不同的速度水平拋出兩個質(zhì)量不同的石子，下列說法正確的是(C)A．初速度大的先落地 B．質(zhì)量大的先落地C．兩個石子同時落地 D．無法判斷解析：依據(jù)x＝v0t，h＝eq\f(1,2)gt2判斷，重力加速度與質(zhì)量無關(guān)，B錯誤；水平方向為勻速直線運動，豎直方向為自由落體運動，下落時間與水平速度無關(guān)，C正確，A、D錯誤．故答案為C.3．如圖所示，在研究平拋運動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端(末端水平)時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落．改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時落地．該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后(C)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解析：改變高度做實驗，發(fā)現(xiàn)A、B仍同時落地，只能說明A球的豎直分運動與B球自由落體運動情況相同，故C項正確．4．從水平水管中噴出的水柱顯示了平拋運動的軌跡，從水柱的形狀我們可以想到(A)A．由于水柱是向下彎曲的，它在豎直方向的速度應(yīng)該越來越大B．由于水柱是向下彎曲的，它在豎直方向的速度應(yīng)該越來越小C．盡管水柱是向下彎曲的，它在豎直方向的速度應(yīng)該是不變的D．從水柱是向下彎曲的這一現(xiàn)象，我們無法想到什么解析：從水平水管噴出的水柱顯示了平拋運動的軌跡，水柱彎曲方向向下，是因為受到重力的作用，且在豎直方向上加速，速度應(yīng)該越來越大．5．做雜技表演的汽車從高臺水平飛出，在空中運動一段時間后著地．記者從側(cè)面用照相機通過多次曝光，拍攝到汽車在著地前后一段時間內(nèi)的3幅運動照片，如圖所示．已知相鄰兩次曝光的時間間隔相等，汽車的長度為l，則下列說法不正確的是(D)A．從左邊一幅照片可推算出汽車的水平分速度大小B．從左邊一幅照片可推算出相鄰兩次曝光的時間間隔C．從中間一幅照片可推算出照片中間的小汽車對應(yīng)時刻的速度D．從右邊一幅照片可推算出汽車的水平分速度解析：由平拋運動的實驗規(guī)律可得：小車在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，可以從圖中讀出水平方向的格數(shù)是汽車的水平位移，豎直方向由Δs＝aT2可求出每段的時間間隔，從而求出水平速度，A、B正確；C項中，由勻變速運動規(guī)律v中＝eq\f(s,2T)得豎直分速度，與水平分速度矢量合成可求出中間時刻對應(yīng)的速度．而D項中，小車已落地，不再符合平拋運動規(guī)律，無法推算．二、多項選擇題6．在做“研究平拋物體的運動”實驗時，下列說法正確的是(AC)A．安裝有斜槽的木板時，一定要注意檢查斜槽末端切線是否水平、木板是否豎直B．斜槽必須光滑C．每次實驗都要把小球從同一位置由靜止釋放D．實驗的目的是描出小球的運動軌跡，分析平拋運動水平和豎直分運動的規(guī)律解析：做本實驗必須使斜槽末端切線水平，使釘有坐標紙的木板豎直，以確保小球水平飛出和正確畫出坐標軸．斜槽沒必要必須光滑，只要能使小球滑出的初速度相同即可，選項B錯誤．小球每次從斜槽上同一位置由靜止開始滾下，可保證小球每次飛出的初速度相同．本實驗的目的是描繪平拋運動軌跡，并計算平拋運動的初速度，D錯誤．7．為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動，用如圖所示的裝置進行實驗．小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開，自由下落．關(guān)于該實驗，下列說法中正確的有(BC)A．兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B．兩球應(yīng)同時落地C．應(yīng)改變裝置的高度，多次實驗D．實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動解析：物體做自由落體運動的運動情況與物體的質(zhì)量無關(guān)，兩球質(zhì)量沒有必要相等，選項A錯誤；改變裝置的高度，且每次都同時落地，才能說明A球在豎直方向做自由落體運動，選項B、C正確；本實驗不能說明A球在水平方向上做勻速直線運動，選項D錯誤．8．如圖所示，方格坐標每一小格邊長為10cm，一物體做平拋運動時分別經(jīng)過O、a、b三點，重力加速度g取10m/s2，則下列結(jié)論正確的是(CD)A．O點就是拋出點B．a(chǎn)點速度va與水平方向成45°角C．小球拋出速度v＝1m/sD．小球經(jīng)過a點的速度為eq\f(\r(13),2)m/s解析：由于O、a、b三點水平方向距離相等，說明tOa＝tab，若O點為拋出點，則在豎直方向連續(xù)相等時間內(nèi)通過的位移之比為135，而從題圖看，豎直方向相等時間內(nèi)位移之比為12，所以O(shè)點不是拋出點，故A錯．因O到a的位移方向與水平方向成45°，所以物體經(jīng)過a點時速度方向與水平方向夾角肯定大于45°，故B錯．根據(jù)勻變速直線運動公式a＝eq\f(Δs,t2)，a＝g＝10m/s2，得t＝eq\r(\f(Δs,g))＝0.1s＝tOa＝tab.水平方向勻速運動，速度v＝vx＝eq\f(s,t)＝1m/s，故C對．小球經(jīng)過a點時豎直方向分速度vay＝eq\f(sOby,tOb)＝eq\f(0.3,0.2)m/s＝1.5m/s，得va＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,ay))＝eq\f(\r(13),2)m/s，故D對．三、非選擇題9．某同學課外研究平拋物體的運動，并將實驗中測出的兩物理量Q和S的數(shù)值填表如下，Q和S的單位相同但沒有寫出．(g取10m/s2).Q0.000.200.400.600.801.00S0.000.050.200.450.801.25(1)上表中Q表示的物理量是水平位移，S表示的物理量是豎直位移．(2)若上表中Q和S用的都是國際單位制中的單位，則平拋物體的水平速度為2.0m解析：(1)由Q和S的變化規(guī)律知，Q為平拋物體的水平位移，S為平拋物體的豎直位移．(2)由表格可知，豎直方向上平拋物體在相等的時間間隔內(nèi)通過的位移之差為Δy＝0.10m，由Δy＝gT2，得T＝eq\r(\f(Δy,g))＝0.10s．水平方向上平拋物體在相等時間內(nèi)的位移x＝0.20m，則平拋物體的水平速度為v0＝eq\f(x,T)＝eq\f(0.20,0.10)m/s＝2.0m/s.10．某物理興趣小組在探究平拋運動的規(guī)律實驗時，將小球做平拋運動，用頻閃照相機對準方格背景照相，拍攝到了如圖所示的照片，但照片上有一破損處．已知每個小方格邊長10cm，當?shù)氐闹亓铀俣葹間＝10m/s2.(1)若以拍攝的第1個點為坐標原點，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向，則照片上破損處的小球位置坐標為x＝40cm，y＝30(2)小球平拋的初速度大小為2m解析：(1)平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，水平方向上相等時間內(nèi)的位移相等，可知破損處的橫坐標x＝4L＝40cm，豎直方向上連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差相等，可知破損處的縱坐標y＝3L＝(2)在豎直方向上，根據(jù)Δy＝L＝gT2得相等的時間間隔為：T＝eq\r(\f(L,g))＝eq\r(\f(0.1,10))s＝0.1s，則小球平拋運動的初速度為：v0＝eq\f(2L,T)＝eq\f(2×0.1,0.1)m/s＝2m/s.11．利用單擺驗證小球平拋運動規(guī)律，設(shè)計方案如圖甲所示，在懸點O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，MN為水平木板．已知懸線長為L，懸點與木板間的距離OO′＝h(h>L)．(1)電熱絲P必須置于懸點正下方的理由是使小球運動的初速度v0為水平方向，以保證小球做平拋運動．(2)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落在木板上的C點，O′C＝x，則小球做平拋運動的初速度v0＝xeq\r(\f(g,2h－L)).(3)在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向間的夾角θ，小球落點與O′點的水平距離x將隨之改變，經(jīng)多次實驗，以x2為縱坐標，cosθ為橫坐標，得到如圖乙所示圖象，則當θ＝30°時，x為0.52m解析：本題是利用單擺描繪平拋運動的軌跡，屬實驗原理的遷移應(yīng)用．(1)使小球運動到懸點正下方時，速度為水平方向，保證小球做平拋運動．(2)