实验5　探究平抛运动的特点实验6　探究向心力大小的表达式

3/3实验5探究平抛运动的特点实验6探究向心力大小的表达式1.（2025·云南昆明一模）实验小组根据平抛运动的规律，设计不同实验方案测量小球做平抛运动的初速度大小。（1）他们利用如图甲所示的实验装置，用“描迹法”测量小球做平抛运动的初速度大小。①关于该实验，下列说法正确的是。A.斜槽轨道末端应保持水平B.应想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦C.每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放D.实验时，必须控制挡板高度等间距下降②该小组正确实验后，在方格纸上记录了小球在不同时刻的位置如图乙中a、b、c所示，建立如图乙所示的平面直角坐标系，y轴沿竖直方向，方格纸每一小格的边长为L，a、b、c三点的坐标分别为a（2L，2L）、b（4L，3L）、c（8L，8L）。小球从a点到b点所用时间为t1，b点到c点所用时间为t2，则t2t1＝；在小球轨迹上取一个点d（图中未画出），使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的纵坐标为③若L＝2.45cm，当地重力加速度的大小为9.8m/s2，则小球做平抛运动的初速度大小为v0＝m/s（计算结果保留2位有效数字）。（2）该实验小组又设计一个新的方案，如图丙所示。O点处有一点光源，O点正前方d处竖直放置一块毛玻璃，将小球从O点垂直毛玻璃水平抛出，在毛玻璃后方观察到小球在毛玻璃上的投影点P，利用频闪相机记录小球在毛玻璃上的投影点P的位置。可得到P沿毛玻璃下降的高度h随小球运动时间t变化的关系如图丁所示，若该图像斜率为k，重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度大小为（用k、d和g表示）。2.（2026·陕西西安模拟）图a为研究平抛运动的实验装置，其中装置A、B固定在铁架台上，装置B装有接收器并与计算机连接。装有发射器的小球从装置A某高处沿着轨道向下运动，离开轨道时，装置B开始实时探测小球运动的位置变化。根据实验记录的数据由数表作图软件拟合出平抛运动曲线方程y＝1.63x2＋0.13x，如图b所示。（1）安装并调节装置A时，必须保证轨道末端（选填“水平”或“光滑”）。（2）根据拟合曲线方程，可知坐标原点抛出点（选填“在”或“不在”）。（3）根据拟合曲线方程，可计算出平抛运动的初速度为m/s（当地重力加速度g取9.8m/s2，计算结保留两位有效数字）。3.（2025·湖南邵阳三模）利用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹。某实验小组利用其来探究平抛运动的特点，设计原理图如图甲所示，物体A从O点水平抛出做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。在它运动的平面内安放着超声—红外接收装置B。B盒装有B1、B2两个超声—红外接收器（处于O点正下方），并与计算机相连。B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离，进而确定物体A的位置，通过计算机可以即时给出A的坐标。试回答下列问题：（1）为了使计算机描出的物体做平抛运动轨迹更加准确，物体A应挑选。A.体积大的木球B.体积小的钢球C.体积小的木球（2）如图甲所示，某实验小组让物体A在图示位置同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，以抛出点O为坐标原点建立坐标系，若还测出了O点到B1、B2的距离，重力加速度未知，则由题中条件可以求出。A.物体A的初速度B.物体A的位置坐标C.物体A的运动时间D.物体A此时的速度方向（3）以物体A的初速度方向为x轴方向，竖直向下的方向为y轴方向，在某次实验中计算机描出的平抛运动的轨迹如图乙所示，数据的采集频率为25Hz。由图乙所示的轨迹图线分析可知，物体A平抛的初速度大小为m/s（结果保留2位有效数字）；该实验测得当地的重力加速度偏小，可能的原因是。4.（2024·海南高考14题节选）水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图（a）所示，图（b）为俯视图，测得圆盘直径D＝42.02cm，小圆柱体质量m＝30.0g，圆盘绕过盘心O的竖直轴匀速圆周转动，转动时小圆柱体相对圆盘静止。为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤：（1）用秒表测量出圆盘转动10周所用的时间t＝62.8s，则圆盘转动的角速度ω＝rad/s（π取3.14）。（2）用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的横截面直径，某次测量的示数如图（c）所示，该读数d＝mm，多次测量后，得到平均值恰好与d相等。（3）写出小圆柱体所需向心力表达式F＝（用D、m、ω、d表示），其大小为N（保留2位有效数字）。5.（2025·山东淄博一模）某同学利用传感器验证向心力与角速度间的关系。如图甲，电动机的竖直轴与水平放置的圆盘中心相连，将力传感器和光电门固定，圆盘边缘上固定一竖直的遮光片，将光滑小定滑轮固定在圆盘中心，用一根细绳跨过定滑轮连接小滑块和力传感器。实验时电动机带动水平圆盘匀速转动，滑块随圆盘一起转动，力传感器可以实时测量绳的拉力F的大小。（1）圆盘转动时，宽度为d的遮光片从光电门的狭缝中经过，测得遮光时间为Δt，则遮光片的线速度大小为，圆盘半径为R，可计算出滑块做圆周运动的角速度为（用所给物理量的符号表示）。（2）保持滑块质量和其做圆周运动的半径不变，改变滑块角速度ω，并记录数