第5章3实验：探究平抛运动的特点课后作业Word版含解析

第5章、3(P95～96)A组·基础达标1．(多选)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中方格的边长为10cm，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，如果g取10m/s2，那么()A．闪光的时间间隔是sB．小球运动的水平分速度为m/sC．小球经过b点速度的大小为m/sD．小球是从O点开始水平抛出的【答案】ABC【解析】在竖直方向上，根据Δy＝L＝gT2得，闪光的时间间隔T＝eq\r(\f(L,g))＝eq\r(\f,10))s＝s，A正确；小球的水平分速度vx＝eq\f(2L,T)＝eq\f(2×,m/s＝2m/s，B正确；小球经过b点的竖直分速度vby＝eq\f(3L,2T)＝eq\f,m/s＝m/s，根据速度的平行四边形定则可知，b点的速度vb＝eq\r(v\o\al(2,by)＋v\o\al(2,x))＝eq\r＋22)m/s＝m/s，C正确；根据vby＝m/s＝gtb，可推出抛出点到b点的运动时间为tb＝s，而O到b的时间为s，可知O点不是抛出点，D错误．2．未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律．悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动，现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：(1)由以上信息，可知a点________(填“是”或“不是”)小球的抛出点．(2)由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为__________m/s2.(3)由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是________m/s.(4)由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是________m/s.【答案】(1)是(2)8(3)(4)eq\f(4\r(2),5)【解析】(1)因为竖直方向上相等时间内的位移之比为1∶3∶5，符合初速度为零的匀变速直线运动特点，因此可知a点的竖直分速度为零，a点为小球的抛出点．(2)由照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，可得乙图中正方形的边长l＝4cm，竖直方向上有Δy＝2L＝g′T2，解得g′＝eq\f(2L,T2)＝eq\f(2×4×10－2,m/s2＝8m/s2.(3)水平方向小球做匀速直线运动，因此小球平抛运动的初速度为v0＝eq\f(2L,T)＝eq\f(2×4×10－2,m/s＝m/s.(4)b点竖直方向上的分速度vyb＝eq\f(4L,2T)＝eq\f,m/s＝m/s，所以vb＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,yb))＝\r(2)m/s＝eq\f(4\r(2),5)m/s.3．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________.每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛____________.(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________m/s(g取m/s2)．(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格子的边长L＝5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s，B点的竖直分速度为________m/s.(g取10m/s2)【答案】(1)水平初速度相同(2)(3)【解析】(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，目的是保证小球的初速度水平，从而做平抛运动，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同，从而保证画出的为一条抛物线轨迹．(2)根据y＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2y,g))＝eq\r(\f(2×,)s＝s，则小球平抛运动的初速度为v0＝eq\f(x,t)＝eq\f,m/s＝m/s.(3)在竖直方向上，根据Δy＝2L＝gT2，则T＝s.则小球平抛运动的初速度为v0＝eq\f(3L,T)＝m/s，B点的竖直分速度为vyB＝eq\f(hAC,2T)＝m/s.4．(1)在做“研究平抛运动”的实验中，以下哪些操作可能引起实验误差()A．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平B．确定OY轴时，没有用重垂线C．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦D．每次从轨道同一位置释放小球(2)如图所示为某次实验中一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm.如果g取10m/s2，那么：①闪光频率是______Hz.②小球平抛时的初速度的大小是________m/s.③小球经过B点的速度大小是__________m/s.【答案】(1)AB(2)10【解析】(1)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，故斜槽末端切线方向不水平会造成误差；确定Oy轴时，没有用重锤线，就不能调节斜槽末端切线水平，会引起实验误差，故A、B会引起误差，只要让小球从同一高度、无初速度开始运动，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．每次从轨道同一位置释放小球不会引起实验误差，故C、D不会引起误差．(2)在竖直方向上有Δh＝gT2，其中Δh＝10cm，代入求得T＝s，因此闪光频率为f＝eq\f(1,T)＝10Hz.水平方向匀速运动，有s＝v0t，其中s＝3l＝15cm，t＝T＝s，代入解得v0＝m/s.根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有vy＝eq\f(hAC,2T)＝2m/s.所以B点速度为vB＝eq\r(v\o\al(2,y)＋v\o\al(2,0))＝m/s.B组·能力提升5．用如图所示的装置“研究平抛物体的运动”．其主要实验步骤如下：(a)将弧形斜槽固定在桌面上，让其末端伸出桌面边缘处．(b)用图钉将白纸钉在薄木板上，用支架将木板竖直固定．(c)将小球从斜槽上释放，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑的曲线连接起来，即为小球平抛运动的轨迹．(1)在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的()A．秒表 B．天平C．重锤线 D．测力计(2)在该实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择()A．实心小铁球 B．空心小铁球C．实心小木球 D．塑料小球(3)在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差()A．斜槽轨道末端切线必须水平B．斜槽轨道必须光滑C．每次要平衡摩擦力D．小球每次应从斜槽同一高度静止释放(4)在该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并用重锤线过O作竖直线，作为坐标系的y轴．下图为甲、乙两位同学关于坐标原点及x轴、y轴的确定，其中做法正确的是__________(填“甲”或“乙”)．(5)在该实验中，某同学正确地确定了坐标原点及坐标轴后，描绘出小球在同时刻所通过的三个位置A、B、C，相邻的两个位置间的水平距离均为x，测得x＝cm，A、B间的竖直距离y1＝cm，A、C间的竖直距离y2＝cm.如图所示．(重力加速度g取m/s2)根据以上直接测量的物理量导出小球做平抛运动的初速度的公式为v0＝__________(用题中所给字母表示)．代入数据得到小球的初速度值为________m/s.【答案】(1)C(2)A(3)AD(4)乙(5)xeq\r(\f(g,y2－2y1))【解析】(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，故选C.(2)为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球，A正确，B、C、D错误．(3)实验中所用斜槽末端的切线必须调到水平，以保证做平抛运动，故A正确；每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放，所用斜槽不必光滑，也不需要平衡摩擦力，只要到达底端的速度相同即可，故B、C错误；每次实验中小球必须由静止释放，初始位置必须相同，D正确．(4)坐标系的原点应该放在小球的球心，所以乙同学做法正确．(5)竖直方向，根据匀变速直线运动的推论，Δy＝(y2－y1)－y1＝gT2，①水平方向x＝v0T.②由①②式，解得v0＝xeq\r(\f(g,y2－2y1))，代入数据，可得v0＝m/s.6．某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．,甲)(1)以下实验过程的一些做法，其中合理的有________________________________________________________________________．A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平B．每次小球释放的初始位置可以任意选择C．每次小球应从同一高度由静止释放D．为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图所示的yx2图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是________.A BC D(3)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：乙①小球做平抛运动的初速度为________m/s(g取10m/s2)．②小球抛出点的位置坐标为x＝__________cm，y＝__________cm.【答案】(1)AC(2)C(3)①2②－10－【解析】(1)为了保证小球初速度水平，安装斜槽轨道时使其末端保持水平，故A正确；为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，故B错误，C正确；为描出小球的运动轨迹描绘的点用平滑曲线连接，故D错误．(2)根据y＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，得y＝eq\f(1,2)geq\f(x2,v\o\al(2,0))，可知yx2图像是过原点的倾斜直线，故选C.(3)①根据Δy＝gT2，得T＝eq\r(\f(Δy,g))＝eq\r(\f－,10))s＝s.则平抛运动的初速度v0＝eq\f(x,T)