高考物理一轮复习 自主测评课件 第4章　实验5　探究平抛运动的特点

第四章曲线运动与万有引力定律实验5探究平抛运动的特点配套练习245131[2026南通如皋中学月考]某学习小组利用如图甲、乙所示的装置探究平抛运动的特点．甲乙丙24513(1)如图甲所示，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，实验现象是A、B球同时落地，该现象说明A球在________.A.竖直方向做的是自由落体运动B.水平方向做的是匀速直线运动24513(2)如图乙所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上．A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q水平飞出，落在水平挡板MN上．由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕迹点．移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点．下列操作中有必要的有________.A.尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦B.通过调节使硬板保持竖直C.挡板高度等间距变化D.重复实验时，A球从斜槽的同一位置由静止释放24513(3)利用图乙装置得到如图丙所示的轨迹，在轨迹上取A(非抛出点)、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2.②已知当地重力加速度为g，可求得钢球离开斜槽末端时的速度大小为________.③若在实验中，斜槽末端切线不水平，仅从这一影响因素分析，第②问中求得钢球离开斜槽末端时的速度大小________(选填“偏大”“偏小”或“没有影响”)．24513解析：(1)如图甲所示，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，实验现象是A、B球同时落地，则两球在竖直方向有相同的运动情景，该现象说明A球在竖直方向做的是自由落体运动．A正确．(2)重复实验时，由于保证每次小球抛出的速度相同，A球应从斜槽的同一位置由静止释放，但不需要减小A球与斜槽之间的摩擦，故A错误，D正确；由于小球的平抛运动是在竖直平面内，因此实验中要通过调节硬板使其保持竖直，故B正确；挡板的作用是描绘落点的位置，因此不需要挡板高度等间距变化，故C错误．2451324513③若斜槽末端不水平，抛出时的速度方向不是水平的，则第②问中求得钢球离开斜槽末端时的速度大小只是水平方向的分速度，所以第②问中求得钢球离开斜槽末端时的速度大小偏小．245132[2025常州中学调研]在实验室里某班甲同学用如图1所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验．(1)在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用________.A.实心小铁球B.空心小铁球C.实心小木球D.以上三种小球都可图124513(2)甲同学在实验中必须满足的实验条件和必要的实验操作有_____.A.用天平测量平抛小球的质量mB.每次从斜槽上不同位置释放小球C.保证斜槽的末端水平D.保持木板竖直24513(3)甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹，为了便于进一步探究平抛运动的特点，该同学以平抛起点O为原点建立如图1所示的xOy坐标系，他在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标x和竖直坐标y，然后作y－x2图像．他作出的y－x2图像是图2中的________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线．ABCD24513(4)图3是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片，图3背景中每一小方格的边长为L＝10cm，A、B、C是照片中小球的3个位置，当地重力加速度g取10m/s2，请回答下面问题：①频闪照相机的曝光时间间隔T＝________s；(结果可保留分数形式)②小球做平抛运动的初速度大小为________m/s.(结果保留2位有效数字)图324513解析：(1)在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用实心铁球，A正确．(2)实验中不需要用天平测量平抛小球的质量m，A错误；每次从斜槽上相同位置释放小球，以保证小球到达斜槽底端时速度相同，B错误；保证斜槽的末端水平，以保证小球做平抛运动，C正确；保持木板竖直，以防止小球与木板发生碰撞，D正确．2451324533[2026盐城四校月考]图甲是某种利用频闪照相“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球Q离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球几乎同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍几乎同时地．(1)关于本实验，说法不正确的是________.A.选择体积小、质量大的小球B.斜槽轨道末段N端必须水平C.P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放D.挡片质量要尽可能小1甲2453(2)借助频闪仪拍摄上述运动过程．图乙为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻P、Q两球的竖直高度相同，可判断P球竖直方向做________运动．1乙2453(3)若用一张印有小方格(小方格的边长为L＝2.5cm)的纸和频闪相机记录P小球从斜槽末端飞出的轨迹，小球在某次平抛运动途中的几个位置如图丙中的a、b、c、d所示，重力加速度g取10m/s2，则频闪相机拍摄相邻两张照片的时间间隔是________s.1丙2453(4)某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系，并测量出另外两个位置的坐标值(x1，y1)、(x2，y2)，如图丁所示．根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为________.1丁2453(5)电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料．硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了．为了减小实验误差本实验中的电磁铁的铁芯应该用________(选填“硬”或“软”)磁性材料制作．1解析：(1)选择体积小、质量大的小球，可以减小空气阻力的影响，故A正确；斜槽轨道末段N端必须水平，以保证小球P做平抛运动，故B正确；图甲实验研究平抛运动在竖直方向的运动规律，对水平速度不做要求，所以P球不需要每次从斜槽上相同的位置无初速度释放，故C错误；挡片质量要尽可能小，可以减少碰撞对平抛运动的影响，故D正确．故选C.24531(2)任意时刻P、Q两球的竖直高度相同，说明P球在竖直方向的运动与Q球的运动相同，而Q球做自由落体运动，所以P球竖直方向也做自由落体运动．(3)根据竖直方向的运动规律，由ΔL＝L＝gT2，可得T＝0.05s.24531(5)本实验电磁铁的铁芯应该用软磁性材料制作，断开电路后磁性立即消失，对Q小球的吸引力消失，可以保证Q小球立即下落做自由落体运动．24534[2025盐城射阳中学模拟]某同学利用图甲所示装置测量当地重力加速度，在斜槽轨道的末端B处安装一个光电门，调节激光束与球心等高，实验中，让小球从斜槽上某位置A处无初速度释放，用手机拍摄小球做平抛运动的视频，得到分帧照片如图乙所示(相邻两帧之间的时间间隔相等)．1甲乙丙2453(1)关于本实验，下列说法正确的是________.A.斜槽轨道应尽量光滑B.斜槽轨道末段需调校水平C.实验时应先让小球抛出，再打开手机摄像功能(2)该同学用游标卡尺测得小球的直径如图丙所示，则小球的直径d＝________cm.(3)在图乙中选取三个连续的小球位置A、B、C，测得AB、BC间实际水平距离均为x，AB、BC间实际高度差分别为h1、h2，另测得小球通过光电门的遮光时间为t，则小球从轨道末端抛出的速度v＝________，当地重力加速度g＝________.(均用所给物理量符号表示)12453(4)该同学在分帧照片中，以某位置为坐标原点，沿两个相互垂直的方向建立直角坐标系xOy，并测量出两个位置的坐标值，如图丁所示，若y轴与竖直方向存在一偏角，则该同学_______(选填“能”或“不能”)正确求出重力加速度，理由是______________________________________________________________________________________________.1丁24531解析：(1)本实验要保证小球在空中做平抛运动，故斜槽轨道末段需调校水平，斜槽轨道是否光滑对实验无影响，故A错误，B正确；实验时应先打开手机摄像功能，后让小球抛出，故C错误．(2)游标卡尺的精度值为0.05mm，主尺读数为1.4cm，游标尺读数为10×0.05mm＝0.50mm，则小球的直径d＝1.4×10mm＋0.50mm＝14.50mm＝1.450cm.2453124531(4)若y轴与竖直方向存在一偏角，则小球沿x轴与y轴均做匀变速直线运动，可沿x轴与y轴，分别根据Δx＝gx(Δt)2，Δy＝gy(Δt)2，计算出重力加速度的沿x轴与y轴分量gx、gy，设y轴与竖直方向的偏角为θ，则gx、gy均可用g与θ表示，联立可求出g，则该同学能正确求出重力加速度．24535[2025苏州常熟中学检测]小明同学利用如图甲所示的装置探究平抛运动，实验时将竖直板放置在斜槽右侧的某位置，将小球由挡板处静止释放，记录在白纸上留下的痕迹A，然后依次将竖直木板向右移动相同的距离x＝20cm，并将小球由挡板处静止释放，同时记录在白纸上留下的痕迹B、C，记录的痕迹转化为如图乙所示轨迹上三点，用刻度尺测量A、B两点和B、C两点的竖直高度分别为y1＝15cm、y2＝25cm，重力加速度g取10m/s2.请回答下列问题：12453甲

乙(1)组装图甲的装置时，________(选填“需要”或“不需要”)调整斜槽的末端水平，斜槽的轨道________(选填“需要”或“不需要”)光滑．124