《備考指南一輪 物理 》課件-實驗5

第四章實驗五知識鞏固練習(xí)1．(2020年黑龍江名校調(diào)研)研究平拋運動的實驗裝置如圖所示．小球每次都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，將水平板依次放在如圖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是x1，x2，x3，機械能的變化量依次為ΔE1，ΔE2，ΔE3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是()A．x2－x1＝x3－x2，ΔE1＝ΔE2＝ΔE3B．x2－x1>x3－x2，ΔE1＝ΔE2＝ΔE3C．x2－x1>x3－x2，ΔE1<ΔE2<ΔE3D．x2－x1<x3－x2，ΔE1<ΔE2<ΔE3【答案】B【解析】因為平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，下落的速度越來越快，則下落相等位移的時間越來越短，在水平方向上做勻速直線運動，所以x2－x1＞x3－x2.因為平拋運動的過程中，只有重力做功，所以機械能守恒，則ΔE1＝ΔE2＝ΔE3.故B正確，A、C、D錯誤．2．如圖甲所示，是一位同學(xué)在實驗室中照的一小球做平拋運動的頻閃照片的一部分，由于照相時的疏忽，沒有擺上背景方格板，圖中方格是后來用直尺畫在相片上的，格子的豎直線是實驗中重垂線的方向，毎小格的邊長均為5mm，小球在照片上的尺寸正好是一個格子的邊長．為了完成實驗，他對小球的直徑進行了測量，如圖乙所示，如果重力加速度g取10m/s2，則：(1)由圖乙可知小球的直徑是__________mm.(2)頻閃照相曝光的頻率為______________Hz.(3)小球做平拋運動的初速度為__________m/s.【答案】(1)20.0(2)10(3)1【解析】(1)由乙圖可知小球在示數(shù)加上估讀應(yīng)為20.0mm.(2)小球在照片上的尺寸正好是一個格子的邊長，所以每個格子的邊長實際是2cm，在豎直方向上有Δh＝gT2，其中Δh＝(10－5)×2＝10cm，代入求得T＝0.1s．所以f＝eq\f(1,T)＝10Hz.(3)水平方向x＝v0t，其中x＝5L＝0.1m，t＝T＝0.1s，故v0＝1m/s.3．實驗小組的同學(xué)做研究平拋運動實驗．(1)甲同學(xué)在做研究平拋運動實驗時，只在紙上記下y軸位置，并在坐標紙上描出如圖所示曲線．在曲線上取A、B兩點，用刻度尺分別量出它們到y(tǒng)軸的距離AA′＝x1，BB′＝x2，以及AB的豎直距離h，從而求出小球被拋出時的初速度v0大小為______________．(2)乙同學(xué)借助頻閃儀成功拍攝了小球做平拋運動的照片如圖乙所示，若照片中小方格的邊長表示的實際長度為l，頻閃儀的閃光頻率為f，則小球的平拋速度為v0＝__________，小球經(jīng)B點時的速度vB＝______，當?shù)刂亓铀俣葹間＝______.【答案】(1)eq\r(\f(x\o\al(2,2)－x\o\al(2,1)g,2h))(2)3lfeq\r(13)lf2lf2【解析】(1)設(shè)初速度為v0，則從拋出點運動到A所需的時間t1＝eq\f(x1,v0)，從拋出點運動到B所需的時間t2＝eq\f(x2,v0)，在豎直方向上有eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)＝h，代入t1、t2，解得v0＝eq\r(\f(x\o\al(2,2)－x\o\al(2,1)g,2h)).(2)據(jù)頻閃照片，水平方向有v0T＝3l得v0＝3lf；B點為AC過程的時間中點，其豎直分速度vy＝eq\f(l＋3l,2T)＝2lf，故vB＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(13)lf；由Δy＝gT2得g＝eq\f(3l－l,T2)＝2lf2.綜合提升練習(xí)4．圖甲是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡．(1)以下是實驗過程中的一些做法，其中合理的有________．A．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平B．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇C．每次小球應(yīng)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，以下y－x2圖像能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是________．(3)圖乙是某同學(xué)根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取兩點A、B，測得A、B兩點縱坐標y1＝5.0cm，y2＝45.0cm，A、B兩點水平間距Δx＝40.0cm.則平拋小球的初速度v0為________m/s.(g取10m/s2)【答案】(1)AC(2)C(3)2.0【解析】(1)安裝斜槽軌道時，必須使其末端保持水平，保證小球離開軌道后水平飛出．為了描下軌跡上的多個點，實驗須重復(fù)多次，但每次小球平拋的初速度必須相同，所以每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放．描繪軌跡時，應(yīng)該用平滑的曲線把描的點連接起來．故選項A、C正確．(2)若軌跡為拋物線，則軌跡方程為y＝kx2，即y與x2成正比，選項C正