2024-2025学年高中物理第五章3实验：研究平抛运动练习含解析新人教版必修2

PAGEPAGE73.试验:探讨平抛运动基础巩固1.在探讨平抛物体的运动试验中,应选用下列各组器材中的哪一组()A.铁架台、方木板、斜槽和小球、停表、刻度尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉B.铁架台、方木板、斜槽和小球、天平和停表、刻度尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉C.铁架台、方木板、斜槽和小球、千分尺和停表、刻度尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉D.铁架台、方木板、斜槽和小球、刻度尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉解析:在此试验中小球的直径较小,不须要用千分尺测量。试验中也不用测量时间。答案:D2.(多选)在探讨平抛物体的运动的试验中,小球做平抛运动的坐标原点位置是(设小球半径为r)()A.斜槽口末端O点B.小球在槽口时,球心在木板上的投影点C.槽口O点正前方r处D.小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处答案:BD3.为了探究影响平抛运动水平射程的因素,某同学通过变更抛出点的高度及初速度的方法做了6次试验,试验数据记录如下表:序号抛出点的高度/m水平初速度/(m·s-1)水平射程/m10.2020.4020.2030.6030.4520.6040.4541.250.8020.860.8062.4以下探究方案符合限制变量法的是()A.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为1、3、5的试验数据B.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为2、4、6的试验数据C.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为1、3、5的试验数据D.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为2、4、6的试验数据解析:若探究水平射程与高度的关系,应保证物体平抛运动的初速度不变,变更下落高度,选项A正确,B错误;若探究水平射程与初速度的关系,应保证平抛运动的下落高度不变,变更初速度,选用的数据可以是1、2的试验数据或3、4的试验数据或5、6的试验数据,选项C、D错误。答案:A4.(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行试验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。关于该试验,下列说法正确的有()A.两球的质量应相等B.两球同时落地C.应变更装置的高度,多次试验D.试验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动解析:物体做自由落体运动的运动状况与物体的质量无关,两球质量没有必要相等,选项A错误;变更装置的高度,且每次都同时落地,才能说明A球在竖直方向做自由落体运动,选项B、C正确;本试验不能说明A球在水平方向上做匀速直线运动,选项D错误。答案:BC5.在探究平抛运动的规律时,可以选用下列各种装置进行探讨。(1)图甲的试验现象是。该现象说明平抛运动。

(2)图乙是试验室内探讨平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是肯定的,每次释放小球时都使钢球在斜槽上位置由滚下。

解析:(1)装置图甲是探讨平抛物体竖直分运动的,视察试验发觉两小球同时落地,可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。(2)图乙是试验室内探讨平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是肯定的,每次释放小球时都使钢球在斜槽上同一位置由静止滚下,保证平抛初速度相同,从而保证轨迹是肯定的。答案:(1)两小球总是同时落地竖直分运动是自由落体运动(2)同一静止6.下图为喷出细水流的图片,照片中刻度尺的最小刻度为毫米,细水流是水平喷出的,试依据该照片探讨:(1)已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,找出探讨其竖直分运动的方法,并证明竖直分运动是自由落体运动;(2)若g=10m/s2,试求水流喷出的速度。解析:(1)依据水平方向是匀速运动,可以按水平方向距离都等于2cm选取几个点,发觉这几个点恰好落在坐标纸的交点上,如(2,1)、(4,4)、(6,9)等,可见在相等的时间间隔内,竖直方向的位移之比恰好等于1∶3∶5,从而证明白平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。(2)视察发觉,水流在水平方向的位移是0.04m时,竖直方向的位移也是0.04m,依据h=12gt2,得t答案:(1)见解析(2)0.447m/s7.某学习小组设计了如图所示的装置探讨平抛运动。图中M、N是两个完全相同的弧形轨道,两轨道上端均装有电磁铁,末端水平;A、B是两个完全相同的小铁球。(不计空气阻力和摩擦的影响)(1)试验时,该小组同学将小铁球A、B吸在电磁铁上,保持h1=h2,调整h到合适高度;然后断开电源,两小球同时由静止起先沿轨道滚下。经过多次重复试验,都能视察到A、B同时到达光滑水平面上的P点相碰。请你说明其中的道理:。

(2)保持其他条件不变,假如增大h,A、B还能否在光滑水平面上某点相碰?你的猜想是。

理由是。

解析:(1)离开轨道后,A、B两个小球同时起先分别做平抛运动和匀速直线运动,而A球在水平方向做匀速直线运动,所以能在光滑水平面上的P点相碰。道理是A、B两个小球在水平方向的运动状态相同。(2)离开轨道后,A、B两个小球同时起先分别做平抛运动和匀速直线运动,假如增大h只影响A、B两个小球相碰的位置不在P点,但还能在光滑水平面上某点相碰。所以猜想是能在光滑水平面上某点相碰。理由是A、B两个小球在水平方向的运动状态相同。答案:见解析实力提升1.如图所示,某次试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。假如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vB.可以计算出v、v0和gC.只能计算出v0和vD.只能计算出v0和g解析:由题图可知,在相邻两次闪光间隔中,小球在水平方向的位移相等,3l=v0T=v0f,因此可求出初速度v0。在竖直方向两段时间内的位移分别为3l、5l,由Δy=gT2可得g=ΔyT2=(5l答案:B2.如图所示,光滑水平桌面上,一小球以速度v向右匀速运动,当它经过靠近桌边的竖直木板ad边前方时,木板起先做自由落体运动。若木板起先运动时,cd边与桌面相齐,则小球在木板上的投影轨迹是()解析:选取木板为参考系,则在水平方向上小球做匀速直线运动,在竖直方向上,小球向上做初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,故有x=vt,y=12g答案:B3.(多选)在做探讨平抛物体的运动试验时,下列说法正确的是()A.安装有斜槽的木板时,肯定要留意检查斜槽末端切线是否水平B.安装有斜槽的木板时,只要留意小球不与木板发生摩擦即可C.每次试验都要把小球从同一位置由静止释放D.斜槽轨道必需光滑解析:做本试验必需使斜槽末端切线水平,使钉有坐标纸的木板竖直,以确保小球水平飞出和正确画出坐标轴,A项正确,B项错误。小球每次从斜槽上同一位置由静止起先滚下,就可保证小球每次飞出的初速度相同,C项正确,D项错误。答案:AC4.某同学在做探讨平抛运动的试验时,让小球多次从斜槽上滚下,在坐标纸上依次登记小球的位置如图所示(坐标原点为小球的抛出点)。(1)在图中描出小球的运动轨迹。(2)从图中可看出,某一点的位置有明显的错误,其产生的缘由可能是该次试验中,小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏(选填“高”或“低”)。

(3)某同学从图像中测得的三组数据如下表所示,则此小球做平抛运动的初速度v0=m/s。

x/cm10.0020.0030.00y/cm5.0020.0045.00解析:(1)如图所示(2)从轨迹上可以看出,第四个点偏离轨迹,与轨迹上同一高度的点比较,在下落相同高度时,水平位移偏小,说明平抛运动的初速度偏小,即小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏低。(3)依据x=v0t,y=12gt2可得v0=x答案:(1)见解析(2)低(3)1.05.试依据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的试验方案。供应的试验器材为弹射器(含弹丸,见图)、铁架台(带有夹具)、刻度尺。(1)画出试验示意图。(2)在安装弹射器时应留意。

(3)试验中须要测量的量(并在示意图中用字母标出)为

。

(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不行能完全相等,在试验中应实行的方法是

。

(5)计算公式为。

解析:依据探讨平抛运动的试验和平抛运动的规律可知使弹丸做平抛运动,通过测量下落高度可求出时间,再测出水平位移可求出平抛的初速度。(1)试验示意图如图所示;(2)弹射器必需保持水平;(3)弹丸下降高度y和水平射程x;(4)在不变更高度y的条件下行多次试验,测量水平射程x,得出水平射程x的平均值x,以减小误差(5)因为y=12gt2,所以t=2答案:见解析6.某同学设计了一个探讨平抛运动的试验装置,如图所示,在水平桌面上放置一个斜面,让钢球从斜面上由静止滚下,钢球滚过桌边后便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板,木板由支架固定成水平,木板所在高度可通过竖直标尺读出,木板可以上下自由调整。在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的试验:A.试验前在白纸上画一条直线,并在线上标出A、B、C三点,且AB=BC=20.00cm,如图所示。B.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下,调整木板高度,使得钢球正好击中A点,登记此时木板与桌面的高度差h1=h。C.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调整木板高度,使得钢球正好击中B点,登记此时木板与桌面的高度差h2=h+10.00cm。D.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调整木板高度,使得钢球正好击中C点,登记此时木板与桌面的高度差h3=h+30.00cm。则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0=m/s,钢球击中B点时其竖直分速度大小为vBy=m/s。(g取10m/s2,空气阻力不计)

解析:由题意可知,从A到B与从B到C的时间相等,设为t,则有在水平方向x=v0t,在竖直方向Δy=yBC-yAB=0.1m=gt2,解得v0=2.0m/s。球击中B点时其竖直分速度大小为vBy=yAC2t答案:2.01.57.★图甲是探讨平抛物体运动的试验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。(1)以下是试验过程中的一些做法,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随意选择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)试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,图乙中y-x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是。

(3)图丙是某同学依据试验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm,y2为45.0cm,A、B两点水平间距Δx为40.0cm。则平抛小球的初速度v0为m/s(结果保留两位有效数字,g取10m