《2020高中物理人教版（2019）第二册作业：第五章 3实验：探究平抛运动的特点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高中物理人教版（2019）第二册作业：第五章 3实验：探究平抛运动的特点（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 3 实验 探究平抛运动的特点 1 实验原理与操作 用如图所示的装置研究平抛运动 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 关于该实验 下列说法中不正确的 是 A 两球同时落地 B 应改变装置的高度 多次实验 C 实验能说明 A 球在竖直方向上做自由落体运动 D 实验能说明 A 球在水平方向上做匀速直线运动 答案 D 解析 根据装置图可以知道 两球由相同高度同时运动 A 做平抛运动 B 做自由落体运动 因此将同时落地 所以 A 正确 要多次实验 观察现象 则应 改变装置的高度 多次实验 所以 B 正确 因为两球同时落地 因此说明 A B 在竖直方向运动规律是相同的
2、 故根据实验结果可以知道 平抛运动在竖直方向 的分运动是自由落体运动 所以 C 正确 D 错误 2 实验原理与数据分析 为了探究平抛运动的规律 将小球 A 和 B 置于同 一高度 在小球 A 做平抛运动的同时静止释放小球 B 同学甲直接观察两小球是 否同时落地 同学乙拍摄频闪照片进行测量 分析 通过多次实验 A 只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 B 两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 C 只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动 D 两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动 答案 D 解析 在图甲的实验中 改变高度和平抛小球的初速度大小 发现两球同时 落地
3、 说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动 不能得出水平方向上的运动 规律 在图乙的实验中 通过频闪照片 发现自由落体运动的小球与平抛运动的 小球任何一个时刻都在同一水平线上 知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自 由落体运动相同 所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动 频闪照片显示小球 在水平方向相等时间内的水平位移相等 知水平方向做匀速直线运动 所以 D 正 确 A B C 错误 3 综合 多选 为了研究平抛运动的分运动性质 用如图所示的装置进行实验 小锤打击弹性金属片 A 球水平抛出 同时 B 球被松开下落 关于该实验 下列 说法中正确的是 A 两球的质量必须要相等 B 如果两球同时落地 则可
4、以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 C 控制小锤打击力度来改变平抛初速度多次实验 可以验证分运动的独立 性 D 该实验也能研究平抛运动的水平分运动性质 答案 BC 解析 平抛运动过程中 在竖直方向上做自由落体运动 运动性质与质量无 关 A 错误 改变 A 球速度后仍然会和 B 球同时落地 证明平抛运动的竖直分运 动不受水平分运动的影响 验证了分运动的独立性 B C 正确 本实验只能研 究竖直方向上的分运动 D 错误 4 注意事项 如图 在探究平抛运动的水平分运动的规律的实验中 下列哪 些因素对探究规律没有影响 A 弧形轨道末端不水平 B 弧形轨道不光滑 C 实验小球为轻质小球 D 水平轨
5、道不光滑 答案 B 解析 弧形轨道末端不水平 小球抛出后不做平抛运动 对实验有影响 故 A 错误 只要每次释放小球的位置相同 轨道末端水平 弧形轨道是否光滑对实 验没有影响 故 B 正确 实验小球为轻质小球 空气阻力对小球影响较大 故 C 错误 水平轨道不光滑 沿水平轨道运动的小球做减速直线运动 对实验有影响 故 D 错误 5 实验原理 多选 在探究平抛运动的规律时 可以选用如图所示的各种装 置图 则以下操作合理的是 A 选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时 应该用眼睛看 A B 两球 是否同时落地 B 选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹 竖直管上 端 A 一定要低于水面
6、C 选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹 每次不一定从斜槽上同 一位置由静止释放钢球 D 除上述装置外 还可以用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒 15 帧的 录像以获得平抛运动的 答案 BD 解析 小球下落的速度很快 运动时间很短 用眼睛很难准确判断出小球落 地的先后顺序 应听声音 A 不合理 竖直管的上端 A 应低于水面 这是因为竖 直管与空气相通 A 处的压强始终等于大气压 不受瓶内水面高低的影响 因此 可以得到稳定的细水柱 B 正确 只有每次从同一高度释放钢球 钢球做平抛运 动的初速度才相同 C 错误 获得每秒 15 帧的录像就等同于做平抛运动实验时描 方格图的方法 同样可以探究平
7、抛运动的规律 D 正确 6 数据处理 如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片 图中 A B C 为三个同时由同一点出发的小球 AA 为 A 球在光滑水平面上以 速度 v 做匀速直线运动的轨迹 BB 为 B 球以速度 v 被水平抛出后的运动轨迹 CC 为 C 球做自由落体运动的轨迹 通过分析上述三条轨迹可知 平抛运动可 分解为水平方向上的 和竖直方向上的 答案 匀速直线运动 自由落体运动 解析 由题知 A 球沿水平方向做匀速直线运动 B 球做平抛运动 C 球做 自由落体运动 相同时间内 A B 两球水平位移相等 B C 两球竖直位移相等 所以说明平抛运动的物体水平方向做匀速直线
8、运动 竖直方向做自由落体运动 7 综合 在 研究平抛运动 实验中 1 图 1 是用横挡条卡住平抛小球 用铅笔标注小球最高点 确定平抛运动轨 迹的方法 坐标原点应选小球在斜槽末端点时的 在坐标纸上的投影点 A 球心 B 球的上端 C 球的下端 在此实验中 下列说法正确的是 A 斜槽轨道必须光滑 B 记录的点应适当多一些 C 用光滑曲线把所有的点连接起来 D y 轴的方向根据重锤线确定 2 图 2 是利用图 1 装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片 由照片可判断实验 操作错误的是 A 释放小球时初速度不为 0 B 释放小球的初始位置不同 C 斜槽末端切线不水平 答案 1 B BD 2 C 解析 1 由
9、题干中确定小球平抛运动轨迹的方法及实验原理知 坐标原点应 选球在斜槽末端点时小球的上端在坐标纸上的投影点 所以选 B 实验过程中 斜槽轨道不一定光滑 只要能够保证小球从同一位置静止释放 即使轨道粗糙 离开斜槽末端的速度也是一样的 所以 A 错误 记录点应适当多 一些 能够保证描点所得的轨迹更平滑 准确 B 正确 描点时与平滑曲线偏差 过大的点需舍去 C 错误 y 轴必须是竖直方向 即用重锤线确定 D 正确 2 由题图 2 可知斜槽末端切线不水平 才会造成小球做斜抛运动 C 符合题 意 8 综合 在做 研究平抛运动 的实验时 通过描点法画出小球平抛运动的轨 迹 并求出平抛运动的初速度 实验装置如
10、图甲所示 1 实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上 实验前要检查木板是否水平 请简述你的检查方法 2 关于这个实验 下列说法正确的是 A 小球释放的初始位置越高越好 B 每次小球要从同一高度由静止释放 C 实验前要用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直 D 小球的平抛运动要靠近木板但不接触 3 在做 研究平抛运动 的实验时 坐标纸应当固定在竖直的木板上 图中 坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是 4 某同学在描绘平抛运动轨迹时 得到的部分轨迹曲线如图乙所示 在曲线 上取 A B C 三个点 测量得到 A B C 三点间竖直距离 h1 10 20 cm h2 20 20 cm A B C 三点间
11、水平距离 x1 x2 x 12 40 cm g 取 10 m s2 则小球平抛运动的初速度 v0的计算式为 用字母 h1 h2 x g 表 示 代入数据得其大小为 m s 答案 1 将小球放在水平木板的任意位置 小球静止不动 则木板水平 或 用水平仪检查木板是否水平等 2 BCD 3 C 4 x 1 24 g h2 h1 解析 1 使小球做平抛运动 关键是使斜槽末端切线水平 判断是否水平可 以将小球放在斜槽的末端 或木板上 看小球能否静止 或用水平仪检查木板是否 水平等方法 2 小球释放的初始位置并非越高越好 若是太高 导致水平抛出的速度太大 实验难以操作 故 A 错误 因为要画同一运动的轨迹
12、 每次释放小球的位置必须 相同 且由静止释放 以保证获得相同的初速度 故 B 正确 小球竖直方向做自 由落体运动 水平方向做匀速运动 为了正确描绘其轨迹 必须确保坐标纸上的 竖线是竖直的 故 C 正确 实验要求小球滚下时不能碰到竖直木板平面 避免因 摩擦而使运动轨迹改变 最后轨迹应连成平滑的曲线 故 D 正确 3 斜槽末端是水平的 小球做平抛运动 要分解为水平和竖直方向的分运动 故方格纸应该水平竖直 坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在竖直木板上的 投影重合 故 C 正确 4 小球在竖直方向做自由落体运动 连续相等时间内的位移差为常数 有 h gt2 所以 t 小球平抛运动的初速度大小为 v0
13、 x 代入 h g x t g h2 h1 数据 解得 v0 1 24 m s 9 实验创新 某同学设计了一个研究平抛运动的实验 实验装置示意图如图 甲所示 A 是一块平面木板 在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽 图中 P0P0 P1P1 槽间距离均为 d 把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板 B 上 实验时依次将 B 板插入 A 板的各插槽中 每次让小球从斜轨的同一位置由静止释 放 每打完一点后 把 B 板插入后一槽中同时向纸面内侧平移距离 d 实验得到 小球在白纸上打下的若干痕迹点 用平滑曲线连接各痕迹点就可得到平抛运动的 轨迹 1 实验前应对实验装置反复调节 直到斜轨 A 板 插槽 P0P0 垂
14、直于斜轨并在斜轨末端正下方 每次让小球从同一位置由静止释放 是 为了使小球每次做平抛运动的 2 每次将 B 板向纸面内侧平移距离 d 是为了使记录纸上每两点之间的水平 距离等于小球在 3 如图乙所示 该同学在实验中记录小球做平抛运动的起点位置 O Q1为小 球运动一段时间后的位置 根据图中所示平抛运动的部分轨迹 求出小球做平抛 运动的初速度为 m s 答案 1 末端水平 水平 初速度都相同 2 水平方向实际运动的距离 3 2 0 解析 1 实验前应对实验装置反复调节 直到斜槽末端水平 保证小球抛出 时初速度水平 做平抛运动 每次让小球从同一位置由静止释放 是为了保持小 球水平抛出的初速度相同 2 平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动 每次将 B 板向纸面内侧 平移距离 d 是为了使小球在相邻痕迹点的水平距离等于小球在水平方向实际运 动的距离 3 由 y gT2 解得 T s 0 1 s 小球做平抛运 y g y2 y1 g 0 25 0 15 10 动的初速度为 v0 m s 2 0 m s x T 0 2 0 1
