《高考備考指南 物理 》課件-實驗五　探究平拋運動的特點

實驗五探究平拋運動的特點(本欄目對應(yīng)配套訓(xùn)練P38~39)知識鞏固練習(xí)1.某同學(xué)利用圖甲所示的裝置研究平拋運動的規(guī)律.實驗時該同學(xué)使用頻閃儀和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖乙所示(圖中未包括小球剛離開軌道的影像).圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為5cm.該同學(xué)在實驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖乙中標(biāo)出.甲乙請完成下列填空(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)：(1)小球運動到圖乙中的位置A時，其速度的水平分量大小為______m/s，豎直分量大小為______m/s.

(2)根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮開_________m/s2.

【答案】(1)1.02.0(2)9.7【解析】(1)因小球水平方向做勻速直線運動，因此速度為v0＝xt＝0.050.05m/s＝1.0m/s，豎直方向做自由落體運動，因此A點的豎直速度可由平均速度等于時間中點的瞬時速度求得，即vy＝(8.(2)由豎直方向的自由落體運動可得g＝y(tǒng)3＋y4－y2－y12.某物理實驗小組采用圖甲所示的裝置做“探究平拋運動的特點”的實驗.(1)安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是.A.保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小B.保證小球飛出時，初速度水平C.保證小球在空中運動的時間每次都相等D.保證小球運動的軌跡是一條拋物線(2)某同學(xué)每次都將小球從斜槽的同一位置無初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出.改變水平擋板的高度，就改變了小球在板上落點的位置，從而可描繪出小球的運動軌跡.某同學(xué)設(shè)想小球先后三次做平拋運動，將水平擋板依次放在圖乙中1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距.若三次實驗中，小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是________.

A.x2－x1＝x3－x2 B.x2－x1＜x3－x2C.x2－x1＞x3－x2 D.無法判斷(3)另一同學(xué)通過正確的實驗步驟及操作，在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡.部分運動軌跡如圖丙所示.圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為L，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等.重力加速度為g.可求出小球從P1運動到P2所用的時間為________，小球拋出時的水平速度為________.(兩空均用測量的物理量的符號表示)

【答案】(1)B(2)C(3)2Lg【解析】(1)因為實驗是研究平拋運動，所以安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是保證小球飛出時，初速度水平，B正確.(2)小球沿水平方向做的是勻速直線運動，沿豎直方向做的是自由落體運動，由豎直方向上的位移關(guān)系知下落相等位移用的時間越來越短，對應(yīng)的水平位移也就越來越小，所以水平方向上x2－x1＞x3－x2，C正確.(3)從軌跡圖可以看出，水平位移相等，所以時間間隔相等，設(shè)為Δt，豎直方向上Δh＝2L＝g(Δt)2，得Δt＝2Lg，水平方向上x＝3L＝v0Δt，得v0＝3綜合提升練習(xí)3.某同學(xué)做“探究平拋運動的特點”實驗.(1)該同學(xué)先用圖甲所示的器材進行實驗.他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，改變小球距地面的高度和打擊小球的力度，多次重復(fù)實驗，均可以觀察到A、B兩球同時落地.關(guān)于本實驗，下列說法正確的是________.

甲乙丙丁A.實驗現(xiàn)象可以說明平拋運動在水平方向上是勻速直線運動B.實驗現(xiàn)象可以說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動C.實驗現(xiàn)象可以同時說明平拋運動在兩個方向上的運動規(guī)律(2)為了在(1)的實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上進一步研究平拋運動的規(guī)律，該同學(xué)用圖乙所示的器材繼續(xù)進行實驗，描繪出小球做平拋運動的軌跡.如圖丙所示，以小球的拋出點O為原點，水平方向為x軸，豎直方向為y軸建立坐標(biāo)系.該同學(xué)在軌跡上測量出A、B、C三點的坐標(biāo)分別為(x1，y1)、(x2，y2)和(x3，y3).如果坐標(biāo)滿足____________關(guān)系，說明小球拋出后在O、A、B、C相鄰兩點間運動經(jīng)歷了相等的時間間隔.同時，如果坐標(biāo)還滿足______________關(guān)系，那么證明小球的水平分運動是勻速直線運動.

(3)某同學(xué)設(shè)計了一個探究平拋運動的家庭實驗裝置.如圖丁所示，在一個較高的塑料筒側(cè)壁靠近底部的位置鉆一個小孔，在小孔處沿水平方向固定一小段吸管作為出水口.將塑料筒放在距地面一定高度的水平桌面上，在筒中裝入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，測量出水口到地面的高度y和水柱的水平射程x.在實驗測量的過程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)測量水柱的水平射程x時，若測量時讀數(shù)太慢，x的數(shù)值會變化.①水平射程x的數(shù)值變化的原因是：__________________________________.

②為了減小實驗誤差，應(yīng)選用直徑較大的容器，還是直徑較小的容器？__________.判斷依據(jù)是：

__.

【答案】(1)B(2)y3＝3(y2－y1)x3＋x1＝2x2(3)①見解析②用直徑較大的容器判斷依據(jù)見解析【解析】(1)觀察到A、B兩球同時落地，說明兩球在豎直方向的運動完全相同，即可以說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動，B正確.(2)小球拋出后在O、A、B、C點若時間間隔相等，則需滿足Δy＝gT2，即滿足(y3－y2)－(y2－y1)＝(y2－y1)－y1，即y3＝3(y2－y1)，如果小球的水平分運動是勻速直線運動，則還滿足x3－x2＝x2－x1，即x3＋x1＝2x2.(3)①若測