《高考备考指南 物理 》课件-实验五　探究平抛运动的特点

实验五探究平抛运动的特点(本栏目对应配套训练P38~39)知识巩固练习1.某同学利用图甲所示的装置研究平抛运动的规律.实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图乙所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图乙中标出.甲乙请完成下列填空(结果均保留2位有效数字)：(1)小球运动到图乙中的位置A时，其速度的水平分量大小为______m/s，竖直分量大小为______m/s.

(2)根据图乙中数据可得，当地重力加速度的大小为__________m/s2.

【答案】(1)1.02.0(2)9.7【解析】(1)因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为v0＝xt＝0.050.05m/s＝1.0m/s，竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得，即vy＝(8.(2)由竖直方向的自由落体运动可得g＝y3＋y4－y2－y12.某物理实验小组采用图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验.(1)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是.A.保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B.保证小球飞出时，初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线(2)某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出.改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛运动，将水平挡板依次放在图乙中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是________.

A.x2－x1＝x3－x2 B.x2－x1＜x3－x2C.x2－x1＞x3－x2 D.无法判断(3)另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹.部分运动轨迹如图丙所示.图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等.重力加速度为g.可求出小球从P1运动到P2所用的时间为________，小球抛出时的水平速度为________.(两空均用测量的物理量的符号表示)

【答案】(1)B(2)C(3)2Lg【解析】(1)因为实验是研究平抛运动，所以安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时，初速度水平，B正确.(2)小球沿水平方向做的是匀速直线运动，沿竖直方向做的是自由落体运动，由竖直方向上的位移关系知下落相等位移用的时间越来越短，对应的水平位移也就越来越小，所以水平方向上x2－x1＞x3－x2，C正确.(3)从轨迹图可以看出，水平位移相等，所以时间间隔相等，设为Δt，竖直方向上Δh＝2L＝g(Δt)2，得Δt＝2Lg，水平方向上x＝3L＝v0Δt，得v0＝3综合提升练习3.某同学做“探究平抛运动的特点”实验.(1)该同学先用图甲所示的器材进行实验.他用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，改变小球距地面的高度和打击小球的力度，多次重复实验，均可以观察到A、B两球同时落地.关于本实验，下列说法正确的是________.

甲乙丙丁A.实验现象可以说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动B.实验现象可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动C.实验现象可以同时说明平抛运动在两个方向上的运动规律(2)为了在(1)的实验结论的基础上进一步研究平抛运动的规律，该同学用图乙所示的器材继续进行实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹.如图丙所示，以小球的抛出点O为原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系.该同学在轨迹上测量出A、B、C三点的坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)和(x3，y3).如果坐标满足____________关系，说明小球抛出后在O、A、B、C相邻两点间运动经历了相等的时间间隔.同时，如果坐标还满足______________关系，那么证明小球的水平分运动是匀速直线运动.

(3)某同学设计了一个探究平抛运动的家庭实验装置.如图丁所示，在一个较高的塑料筒侧壁靠近底部的位置钻一个小孔，在小孔处沿水平方向固定一小段吸管作为出水口.将塑料筒放在距地面一定高度的水平桌面上，在筒中装入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，测量出水口到地面的高度y和水柱的水平射程x.在实验测量的过程中，该同学发现测量水柱的水平射程x时，若测量时读数太慢，x的数值会变化.①水平射程x的数值变化的原因是：__________________________________.

②为了减小实验误差，应选用直径较大的容器，还是直径较小的容器？__________.判断依据是：

__.

【答案】(1)B(2)y3＝3(y2－y1)x3＋x1＝2x2(3)①见解析②用直径较大的容器判断依据见解析【解析】(1)观察到A、B两球同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，即可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，B正确.(2)小球抛出后在O、A、B、C点若时间间隔相等，则需满足Δy＝gT2，即满足(y3－y2)－(y2－y1)＝(y2－y1)－y1，即y3＝3(y2－y1)，如果小球的水平分运动是匀速直线运动，则还满足x3－x2＝x2－x1，即x3＋x1＝2x2.(3)①若测