【基础练习】《实验：研究平抛运动》（物理人教必修2）.docx

实验：研究平抛运动基础练习蚌埠第二中学 渠雷雷老师一、单选题1. 为了探究平抛运动的规律，将小球A和B置于同一高度，在小球A做平抛运动的同时静止释放小球B.同学甲直接观察两小球是否同时落地，同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析.通过多次实验()A. 只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动B. 两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动C. 只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动D. 两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动2. 在做平抛物体运动的实验中，引起实验误差的原因是() 安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平确定Oy轴时，没有用重垂线斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦空气阻力对小球运动有较大影响A. B. C. D. 3. 在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是()A. 选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，可多次改变小球距地面的高度，但必须控制每次打击的力度不变B. 选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C. 选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D. 选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，要以槽口的端点为原点建立坐标4. 利用如图所示的装置研究平抛运动.为了画出一条钢球做平抛运动的轨迹，要求() A. 钢球每次必须从斜槽上相同的位置滚下B. 钢球每次可以从斜槽上不同的位置滚下C. 斜槽末端的切线可以不调成水平D. 斜槽必须是光滑的5. 如图所示，某同学在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”实验时让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描出运动轨迹，下面列出了一些操作要求，不正确的是()A. 通过调节使斜槽的末端保持水平B. 每次释放小球的位置可以不同C. 每次必须由静止释放小球D. 小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触6. 如图所示，用频闪相机拍摄“研究物体做平抛运动规律”的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球.AA为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；BB为B球以速度v水平抛出后的运动轨迹；CC为C球自由下落的运动轨迹.通过分析上述三条轨迹，可得出结论()A. 平抛运动水平方向的分运动是自由落体运动B. 平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动C. 平抛运动可分解为水平方向的自由落体运动和竖直方向的匀速直线运动D. 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动7. 某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置.如图所示，在水平桌面上固定放置一个斜面，把桌子搬到墙的附近，把白纸和复写纸附在墙上.第一次让桌子紧靠墙壁，从斜面上某一位置由静止释放钢球，在白纸上得到痕迹A，以后每次将桌子向后移动相同的距离x，每次都让钢球从斜面的同一位置滚下，重复刚才的操作，依次在白纸上留下痕迹B、C、D，测得BC、CD间的距离分别为y2和y3.下列说法错误的是()A. 实验前应对实验装置反复调节，直到桌面与垂线垂直B. 每次让小球从同一位置由静止释放，是为了具有相同的水平初速度C. 可以求得y2：y3=3：5D. 可以求得小钢球离开水平桌面时的速度为xy3-y2g8. 用图示装置探究平抛运动的规律.两个相同的小钢球A、B球心等高，用力向左击打B，使B离开装置做平抛运动，同时电路断开，A自由下落，经一段时间后两球在空中相撞.下列说法正确的是()A. 该实验说明B在水平方向做匀速运动B. 该实验说明B在竖直方向做自由落体运动C. 若加大击打力度，两球可能不相撞D. 若减小击打力度，两球一定不相撞9. 在研究平抛运动的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线Y的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图所示，现在曲线上取A、B两点，量出它们到y轴的距离，AA=xl，BB=x2，以及AB的竖直距离h，用这些可以求得小球平抛时初速度为()A. g(x22-x12)2hB. g(x2-x1)22hC. x1+x22g2hD. x1-x22g2h10. 平抛运动规律可以概括为两点：一是水平方向做匀速直线运动；二是竖直方向做自由落体运动.做下面的实验研究平抛运动：在如图所示的装置中，两个相同的弧形轨道M、N上端分别装有电磁铁C、D.调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等，将小球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后同时切断电源，两小球同时分别从轨道M、N的下端射出.结果两个小球到过E处发生碰撞.则这个实验()A. 只能说明上述规律中的第一条B. 只能说明上述规律中的第二条C. 不能说明上述规律中的任何一条D. 能同时说明上述两条规律二、多选题11. 采用如图所示的装置研究平抛运动规律，图中C为弹性金属片，开始时A、B两球均静止，用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，对该实验的一些说法正确的是(不考虑空气阻力)()A. 可以用耳朵听来判断两球是否同时落地B. 该实验说明A球水平方向的分运动是匀速直线运动C. 该实验说明A球竖直方向的分运动是自由落体运动D. 该实验说明A球的轨迹是抛物线12. 一个同学在研究平抛物体的运动实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离x相等的三点A、B、C，量得x=0.2m.又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m，h2=0.2m，(g取10m/s2)由图中所给数据可求出()A. 抛出点离A点的水平距离为0.1mB. 平抛物体的初速度为0.20m/sC. 小球从开始抛出到B所用时间为0.10sD. 抛出点离B点的竖直高度为0.1125m三、计算题13. 如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，g=9.8m/s2，求小球在b点的速度14. 某同学通过实验描迹得到平抛运动轨迹上A、B、C三点(如图所示)，其坐标标记如图，坐标原点O为抛出点，y轴竖直向下，其中_ 点的位置或坐标的测量有明显的错误，请根据你认为正确的数据算出小球平抛的初速度v= _ m/s(结果保留三位有效数字，g取10m/s2).15. 某同学课外研究平抛和圆周物体的运动(1)某同学让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_ A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线C.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降D.每次必须由斜槽同一位置静止释放小球(2)某小组研究平抛物体的运动时，将实验中测出的两物理量Q和S数值填表如下，Q和S的单位相同但没有写出.表中Q表示的物理量是_ ；S表示的物理量是_ .若表中Q和S用的都是国际单位制中的单位，则平抛物体的水平速度为_ m/s Q0.000.100.200.300.400.50S0.000.050.200.450.801.25答案和解析【答案】1. D2. B3. B4. A5. B6. D7. D8. B9. A10. A11. AC12. AD13. 解：设相邻两点间的时间间隔为T，根据匀变直线运动连续相等时间内位移差s=at2可得：s=gT2 l=gT2，故有T=lg v0=2lT=2lg=0.70m/s对b点来说，其竖直分速度vy=3l2T=32lg b的速率vb=v02+vy2=52gl=0.875m/s答：小球在b点的速度0.875m/s14. B；1.0015. AD；水平位移；竖直位移；1【解析】1. 解：在图甲的实验中，改变高度和平抛小球的初速度大小，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动.不能得出水平方向上的运动规律在图乙的实验中，通过频闪照片，发现自由落体运动的小球与平抛运动的小球任何一个时刻都在同一水平线上，知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动.频闪照片显示小球在水平方向相等时间内的水平位移相等，知水平方向做匀速直线运动.故D正确，A、B、C错误故选：D通过对比的方法得出平抛运动竖直方向上的运动规律，在甲实验中无法得出水平方向上的运动规律，在乙图中通过相等时间内的水平位移大小得出水平方向上的运动规律本题考查分析推理的能力.本实验采用对比的方法来研究平抛运动的分运动情况2. 解：当斜槽末端切线没有调整水平时，小球脱离槽口后并非做平抛运动，但在实验中，仍按平抛运动分析处理数据，会造成较大误差，故斜槽末端切线不水平会造成误差；确定Oy轴时，没有用重锤线，就不能调节斜槽末端切线水平，和类似，所以会引起实验误差；只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，所以不会引起实验误差空气阻力对小球运动有较大影响时，物体做的就不是平抛运动了，平抛的规律就不能用了，所以会引起实验误差综上所述会引起实验误差的有，故ACD错误，B正确故选B在做平抛物体运动的实验中，实验成功的关键是小球每次能否以相同的水平速度做平抛运动，在具体操作中，无论是影响水平方向的运动，还是影响竖直方向上的运动，都会引起实验误差研究平抛物体运动的规律，在实验时就要保证物体做的是平抛运动，特别是初速度，由于需要多次的运动，还要保证每次的平抛初速度在水平方向且相同，所有对实验各个方面的要求都要做到3. 解：A、选用装置图甲研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法判断小球是否同时落地，与每次打击的力度无关，故A错误；B、竖直管内与大气相通，为外界大气压强，竖直管在水面下保证竖直管上出口处的压强为大气压强。因而另一出水管的上端口处压强与竖直管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定。如果竖直管上出口在水面上，则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强降低，出水速度减小。故B正确；C、选用装置图丙要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C错误；D、选用装置3建立坐标系时，以斜槽末端端口上方小球球心处为坐标原点，故D错误。故选：B。平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，实验时，要注意保证初速度处于水平方向，根据研究平抛运动的原理出发分析研究方法是否合理。解决本题的关键知道探究平抛运动规律的原理，以及掌握研究平抛运动的方法。4. 解：A、为了保证小球平抛运动的初速度相同，则每次从同一高度由静止释放小球.故A正确，B错误C、为了保证小球水平飞出，则斜槽的末端切线保持水平.故C错误D、斜槽是否光滑不影响结果.故D错误故选：A保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项.在平抛运动的规律探究活动中，不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解5. 解：A、只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动，故A正确；B、每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平初速度，故B不正确；C、每次由静止释放小球，是为了使小球有相同的初速度，故C正确；D、如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会改变它的运动轨迹，使其不是平抛运动，故D正确本题选不正确的，故选：B在实验中让小球在固定斜槽滚下后，做平抛运动，记录下平抛后运动轨迹.然后在运动轨迹上标出特殊点，对此进行处理，从而能求出小球抛出初速度及其它速度.所以在实验时必须确保抛出速度方向是水平的，同时固定的斜槽要在竖直面，这样才能确保小球做平抛运动解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，提高解决问题的能力6. 解：由于AA是物体做匀速直线运动的轨迹，而BB是物体做平抛运动的轨迹，从图可知A和B在相同的时间内在水平方向的位移相同，故水平方向的速度相同.由于A做匀速直线运动，故B在水平方向也做匀速直线运动而CC是做自由落体运动的物体的轨迹，由图可知在在相同的时间内B和C在竖直方向的位移相同，故两物体在竖直方向遵循的规律相同，故B在竖直方向做自由落体运动综上所述，B在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，故D正确故选D本题是根据运动的轨迹判定物体运动所遵循的规律：由于A和B在相同的时间内在水平方向的位移相同，故水平方向遵循的规律相同；同理物体B和C在相同的时间内竖直方向的位移相同，故竖直方向遵循的规律相同解决此类题目主要是看在相同的方向上两物体在相同的时间内通过的位移具有什么关系，从而根据一个物体已知的运动规律确定另一个物体遵循的规律7. 解：A、实验前应对实验装置反复调节，直到桌面与垂线垂直，故A正确B、为了保证小球的初速度相同，每次让小球从斜面的同一位置由静止释放，故B正确C、每次将桌子向后移动相同的距离x，结合分运动具有等时性，知AB、BC、CD的时间相等，则AB、BC、CD的位移之比为1：3：5，故C正确D、根据竖直方向上y3-y2=gT2得，T=y3-y2g，则初速度v0=xT=xgy3-y2，故D错误本题选错误的，故选：D平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合运动学公式得出竖直方向的位移之比.根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解8. 解：A、由于B球在水平方向的运动没有可以参照的物体，故无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律，故A错误；B、由于A、B两球同时从同一高度开始下落，并且同时到达地面，故在竖直方向两球遵循相同的运动规律：即速度，加速度总是相同。由于A球做自由落体运动，故B球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动，故B正确；CD、若加大击打力度，即水平初速度增大，则两球仍一定相撞，若减小击打力度，即水平初速度减小，则两球不一定相撞，故CD错误。故选：B。B球在水平方向的运动没有可以参照的物体无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律由于两球在竖直方向遵循相同的运动规律，A球做自由落体运动，B球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动；能否相遇，则B球的水平初速度大小来确定虽然我们知道A球在水平方向做匀速直线运动，但本题中在水平方向没有可以参照的物体，故无法判定其在水平方向的运动情况.同时注意能否相遇与抛出的速度大小有关9. 解：设抛出点为O点，从抛出到A点过程，根据平抛运动的分位移公式，有：x1=v0t1 hA=12gt12 从抛出到B点过程，根据平抛运动的分位移公式，有：x2=v0t2 hB=12gt22 联立解得v0=g(x22-x12)2h 故选A正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；根据平抛运动的分位移公式列式求解后联立求解即可对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题10. 解：平抛运动水平方向做匀速直线运动，根据实验可知，P球从M点平抛，而Q球从N点在水平面上匀速运动，二者运动轨迹虽然不同，但是水平方向的运动规律相同，因此P球会砸中Q球；故只能说明规律中的第一条，不能说明规律中的第二点，故A正确，BCD错误故选：A两个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出，可以看到P、Q两球相碰.可知小球P在水平方向上的运动情况与Q球的运动情况相同解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动11. 解：A、本实验是用耳朵听来判断两球是否同时落地的，如果只听到一个声音，说明两个小球同时落地，故A正确；B、本实验将A的做平抛运动与竖直方向下落的B的运动对比，只能说明A竖直方向运动情况，不能反映A水平方向的运动情况，每次两球都同时落地，说明A竖直方向的分运动是自由落体运动.故B错误，C正确D、本实验将A的做平抛运动与竖直方向下落的B的运动对比，只能说明A竖直方向运动情况，不能反映A水平方向的运动情况，所以不能说明A球合运动是什么运动，也就不能说明A球的轨迹是抛物线，故D错误故选：ACA球沿水平方向抛出做平抛运动，同时B球被松开，自由下落做自由落体运动，发现每次两球都同时落地，只能说明平抛竖直方向的分运动是自由落体运动本题考查分析推理的能力.本实验采用对比的方法来研究平抛运动水平方向的分运动情况12. 解：A、根据h2-h1=gT2得，相等的时间间隔T=h2-h1g=0.2-0.110s=0.1s，则平抛运动的初速度v0=xT=0.20.1m/s=2m/s，B点竖直分速度vyB=h1+h22T=0.1+0.20.2m/s=1.5m/s，则小球抛出到B点的时间tB=vyBg=1.510s=0.15s，抛出点到B点的水平位移xB=v0tB=20.15m=0.30m，抛出点离A点的水平距离xA=0.30-0.20m=0.10m，故A正确，B、C错误D、抛出点离B点的竖直高度h=vyB22g=15220m=0.1125m，故D正确故选：AD根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度.根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度，结合速度时间公式求出抛出点到B点的时间，从而得出抛出点离B点的高度，以及抛出点到B点的水平位移，求出抛出点离A点的水平距离解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，难度不大13. 平抛运动竖直方向是自由落体运动，对于竖直方向根据y=gT2求出时间单位T.对于水平方向由公式v0=xt求出初速度.由a、c间竖直方向的位移和时间求出b点竖直方向的分速度，运用速度的合成，求解b的速度本题是频闪照片问题，频闪照相每隔一定时间拍一次相，关键是抓住竖直方向自由落体运动的特点，由y=aT2求时间单位14. 解：平抛运动的物体，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，图中水平坐标正确，根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量，知竖直方向B的坐标应为20cm根据y=gT2得，T=yg=0.110s=0.1s，则水平方向的速度为v1.00m/s，即初速度为xT=0.10.1m/s=1.00m/s故答案为：B，1.00 图