2011高三物理一轮复习 4.3 实验：研究平抛物体的运动练习题

1 安装实验装置的过程中 斜槽装置末端的切线必须是水平的 这样做的目的是 A 保证小球运动的轨迹是一条抛物线 B 保证小球飞出时的速度不太大 也不太小 C 保证小球飞出时 初速度水平 D 保证小球在空中运动的时间都相等 答案 C 2 如右图所示是某次实验中用频闪照相方法拍摄的小球 可视为质点 做平抛运动的闪光 照片 如果图中每个小方格的边长 l 表示的实际距离和闪光频率 f 均为已知量 那么在小球 的质量 m 平抛的初速度大小 v0 小球通过 P 点时的速度大小 v 和当地的重力加速度值 g 这四个未知量中 利用上述已知量和图中信息 A 可以计算出 m v0和 v B 可以计算出 v v0和 g C 只能计算出 v0和 v D 只能计算出 v0和 g 解析 由平抛运动水平分运动知 v0 3fl 竖直分运动知 g 5l 3l f 2 2lf 3l T y T 2 2 P 的竖直分速度 vy 4lf 则 v 5fl 故 B 项正确 3l 5l 2T v2 0 v2 y 答案 B 3 如下图甲所示的演示实验中 A B 两球同时落地 说明 某同学设计了如 下图乙的实验 将两个斜滑道固定在同一竖直面内 最下端水平 把两个质量相等的小钢 球 从斜面的同一高度由静止同时释放 滑道 2 与光滑水平板吻接 则他将观察到的现象 是 这说明 答案 平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 球 1 落到光滑水平板上并击中球 2 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动 4 如右图 是利用闪光照相研究平抛运动的示意图 小球 A 由斜槽滚下 从桌边缘水平抛出 当 它恰好离开桌边缘时 小球 B 也同时下落 闪光频率为 10 Hz 的闪光器拍摄的照片中 B 球 有四个像 像间距离已在图中标出 单位为 cm 两球恰在位置 4 相碰 则 A 球离开桌面时 的速度 g 取 10 m s2 解析 小球做平抛运动满足 x v0t 由闪光照片知 t 0 3 s v0 1 m s 答案 1 m s 5 某同学采用半径 R 25 cm 的 1 4 圆弧轨道做平抛运动实验 其部分实验装置示意 图如图甲所示 实验中 通过调整使出口末端 B 的切线水平后 让小球从圆弧顶端的 A 点 由静止释放 图乙是小球做平抛运动的闪光照片 照片中的每个正方形小格的边长代表的 实际长度为 4 85 cm 已知闪光频率是 10 Hz 则根据上述的信息可知 1 小球到达轨道最低点 B 时的速度大小 vB m s 小球在 D 点时的竖直速度 大小 vDy m s 当地的重力加速度 g m s2 2 小球在圆弧槽轨道上是否受到了摩擦力 填 受到 未受到 或 条件 不足 无法确定 解析 1 小球每两个相邻位置之间距离为 4 格 时间为 0 1 s 故平抛运动的水平 初速度 v0 1 94 m s 抛出后 对竖直方向上小球的运动进行分 s t 4 4 85 10 2 0 1 析 vD CEy 1 94 m s 当地重力加速度 g v 3 5 4 85 10 2 0 2 y T 2 9 7 m s2 5 3 4 85 10 2 0 12 2 设 B 处重力势能为 0 则轨道最高点小球具有的势能 EP mgh 2 5m B 处的动能 Ek mv2 m EP根据机械能守恒定律知 小球从轨道上滚下的过程中有机械能损 1 2 1 94 2 2 失 该损失由轨道的摩擦力做负功引起 故小球受到了轨道的摩擦力 答案 1 1 94 1 94 9 7 2 受到 6 如图所示 某同学在做 研究平抛物体的运动 的实验中 在已知判定平抛运动在 竖直方向上为自由落体运动后 再来用图甲所示实验装置研究水平方向上的运动 他先调 整斜槽轨道使槽口末端水平 然后在方格纸 甲图中未画出方格 上建立直角坐标系 xOy 将 方格纸上的坐标原点 O 与轨道槽口末端重合 Oy 轴与重垂线重合 Ox 轴水平 实验中使 小球每次都从斜槽同一高度由静止滚下 经过一段水平轨道后抛出 依次均匀下移水平挡 板的位置 分别得到小球在挡板上的落点 并在方格纸上标出相应的点迹 再用平滑曲线 将方格纸上的点迹连成小球的运动轨道如下图乙所示 已知方格边长为 L 重力加速度为 g 1 请你写出判断小球水平方向上是匀速运动的方法 可依据轨迹图说明 2 小球平抛的初速度 v0 3 小球竖直下落距离 y 与水平运动距离 x 的关系式为 y 解析 1 在轨迹上取坐标为 3L L 6L 4L 9L 9L 的三点 分别记为 A B C 点 其纵坐标 y1 y2 y3 1 4 9 由于已研究得出小球在竖直方向是自由落体 运动 因此可知从抛出到 A 点所用时间 t1与从 A 点到 B 点所用时间 t2 从 B 点到 C 点所用 时间 t3相等 这三点的横坐标之间的距离也相等 说明在相等时间内水平位移相等 即说 明平抛运动在水平方向的运动为匀速直线运动 2 由平抛运