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1、3 实验:研究平抛运动演练提升夯基达标1.在”研究平抛运动”实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置应是(设小球半径为r)( ) A.斜槽口末端O点 B.斜槽口O点正后方r处 C.斜槽口O点正前方r处 D.小球位于槽末端时,球心在竖直平板上的水平投影点 解析:小球做平抛运动的坐标原点的位置应是小球抛出时的初始位置,小球不能看做质点,初始位置就应是球心在竖直平板上水平的投影点。 答案:D 2.在做平抛运动的实验中,每次均应将小球从同一位置自由释放。关于释放位置的选择,下列说法正确的是 ( ) A.释放位置低一点好,因为释放位置越低,小球的初速度越小,受的阻力越小 B.释放位置高一点好,因为释放位置越
2、高,小球的初速度越大,平抛射程越大,便于测量 C.释放位置以小球恰能从白纸上的左上角射入、从右下角射出为宜 D.释放位置不需选择,任意均可 解析:我们在研究平抛运动的规律时,是通过分析平抛运动的轨迹得出正确结论的,所以应适当选择小球的释放位置,让小球在白纸上描出的轨迹尽量大一些。 答案:C 3.如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开接触开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落,改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后( ) A.水平方向的分运动是匀速直线运动 B.水平方向的分运动是匀加
3、速直线运动 C.竖直方向的分运动是自由落体运动 D.竖直方向的分运动是匀速直线运动 解析:A球平抛的同时B球自由下落,且两球在同一高度上,又两球总是同时落地,这说明A、B球在竖直方向的运动情况是完全相同的,都是自由落体运动。正确选项为C。 答案:C 4.让两个小球同时开始运动,一个做自由落体运动,一个做平抛运动,利用闪光照相可以得到小球的运动过程照片,通过分析小球的位置变化,可以得到的结论是( ) A.只能得到”平抛运动在竖直方向上做自由落体运动” B.只能得到”平抛运动在水平方向上做匀速直线运动” C.既能得到”平抛运动在竖直方向上做自由落体运动”,又能得到”平抛运动在水平方向上做匀速直线运
4、动” D.既不能得到水平方向的运动规律,又不能得到竖直方向的运动规律 解析:通过对比做自由落体运动的小球和做平抛运动的小球在竖直方向上的位置关系,可以得到竖直方向上的运动规律;由于闪光时间间隔不变,通过分析做平抛运动的小球在水平方向上的位置变化,可以得到水平方向上的运动规律,故C正确。 答案:C 5.如图甲是研究平抛运动的实验装置,如图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据: (1)在图甲上标出O点及Ox、Oy轴,说明这两条坐标轴是如何作出的。 (2)说明判断槽口末端是否水平的方法。 (3)实验过程中应多次释放小球才能描绘出小球的运动轨迹,进行这一步骤应注意什么? (4)根据图乙中数据,求此平
5、抛运动的初速度。 答案:(1)O点位置为小球抛出点重心的水平投影点;利用重垂线画出过原点的Oy轴,Ox轴与Oy轴垂直。 (2)小球放在槽口的水平部分,小球不滚动,说明槽口末端水平。 (3)应注意每次释放小球都要从轨道的同一位置由静止释放。 (4)由得 .60 m/s。 6.某同学做”研究平抛运动”实验,他在实验前进行了如下步骤:用硬纸做一个有孔的卡片,孔的宽度比小球的直径略大一些,并把它折成直角,然后用图钉把白纸钉在竖直的木板上,在木板的左上角固定斜槽,然后便开始实验,找出小球做平抛运动的轨道上的一系列位置,请指出这位同学开始实验前的步骤中遗漏和不完整之处: (1) ; (2) ; (3) 。
6、 答案:(1)在纸上把小球抛出点O标记下来,再用重垂线作过O的竖直线 (2)调整斜槽位置使槽的末端水平 (3)在槽上安置定位器,使小球每次都从这个位置无初速地滚下 能力提升7.某同学在学习了平抛运动后,想估测一水管截面为圆形的农用水泵的流量Q(/s)。如图所示,假定水柱离开管口后做平抛运动,他手头只有米尺。 (1)说明该同学需直接测量的物理量。 (2)写出用这些物理量表示流量的表达式。 解析:(1)要测出水管的直径D,出水管中心距地面的竖直高度y,水柱落地点距管口的水平距离x。 (2)假定水柱离开管口的速度为由平抛运动的规律,得 可得 水流量 所以。 答案:(1)水管直径D,出水管中心距地面的
7、竖直高度y,水柱落地点距管口的水平距离x 8.某同学在”探究平抛运动的规律”实验中,采用如图所示装置做实验,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中M的末端是水平的,N的末端与光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等。现将小球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应该是 ,仅改变弧形轨道M的高度(AC距离保持不变),重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明 。 解析:小球P从轨道M的下端射出后做平抛运动,
8、其在水平方向上的分运动与小球Q在水平方向上的运动相同,它们经过相同时间后,在水平方向上的位移总是相等,所以总能在光滑水平板上相碰;实验结果说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 答案:小球P与小球Q相撞 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动 9.一个同学做”研究平抛运动”实验,只在纸上记下重垂线y的方向,忘记在纸上记下斜槽末端位置,并只在坐标纸上描出如图所示曲线。现在我们在曲线上取A、B两点,用刻度尺分别量出它们到y轴的距离AABB以及AB的竖直距离h,从而求出小球抛出时的初速度为( ) A. B. C.D. 解析:得。 又求得。 答案:A 10.某科学兴趣小组利用下列装置验证小球平抛运动规律
9、,设计方案如图甲所示,用轻质细线拴接一小球在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO=h(hL)。 (1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是: 。 (2)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,OC=x,则小球做平抛运动的初速度为 。 (3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角小球落点与O点的水平距离x将随之改变,经多次实验,以为纵坐标、cos为横坐标,得到如图乙所示图象。则当时,x为 m。 解析:(1)电热丝P放在悬点正下方,是因为当小球摆到最低点时,速度为水平方向,此时
10、悬线刚好被烧断,以保证小球做平抛运动。 (2)由解得。 (3)由-cos图象可知cos当时,代入上式得x=0.52 m。 答案:(1)保证小球沿水平方向抛出 (3)0.52 拓展探究11.根据平抛运动的原理,请你设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法。提供实验器材:弹射器(含弹丸,如图所示),铁架台(带夹具)、米尺。 (1)画出实验示意图。 (2)在安装弹射器时应注意: 。 (3)实验中需要测量的量 (并在示意图中用字母标出):。 (4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的方法是: 。 (5)计算公式: 。 解答:根据研究平抛运动的实验及平抛运动的原理,可知使弹丸做平抛运动,通过测量下落高度可求出时间,再测水平位移可求出其初速度。 (1)如图 (2)弹射器必须水平 (3)A、B之间的高度h与B、C之间的长度x(A是弹射器开口端的端点,B点最好是用垂线找到) (4)C处铺一张白纸,上面铺一张复写纸,几次弹射的落点,用一个最小的圆圈圈上,圆心即是C点,或多测几次,取平均值
