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1、课时检测(二十七) 探究平抛运动的特点(实验增分课)1在“探究平抛运动的特点”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：A让小钢球多次从斜槽上的_位置滚下，记下小球运动途中经过的一系列位置；B安装好器材，注意斜槽末端水平和木板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是_；C测出曲线上某点的坐标x、y，用v0_算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值；D取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。(1)将实验步骤补充完整。(2)上述实验步骤的合理顺序是_(只排列
2、序号即可)。解析：(1)A步骤中要记下小球运动途中经过的一系列位置，不可能在一次平抛中完成，每一次平抛一般只能确定一个位置，要确定多个位置，要求小球每次的轨迹重合，小球开始平抛时的初速度必须相同，因此小球每次必须从斜槽上的同一位置滚下。B步骤中用平衡法，即将小球放到斜槽末端任一位置，如果斜槽末端是水平的，小球受到的支持力和重力是平衡的，不论将小球放到斜槽末端任何位置，小球均保持静止，如果斜槽末端不是水平的，小球将发生滚动。C步骤中运用xv0t及ygt2联立即可求得v0x 。(2)实验步骤的合理顺序是B、A、D、C。答案：(1)同一将小球放到斜槽末端任一位置，小球均保持静止x (2)BADC2.
3、在“探究平抛运动的特点”实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线y的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描绘出了一段曲线轨迹，如图所示。现在曲线上取A、B两点，量出它们到y轴的距离，AAx1，BBx2，以及AB的竖直距离h(重力加速度为g)，用已知量可以求得小球平抛时初速度为_。解析：设A、B点距坐标原点的距离分别为y1、y2，则y1gt12x12，y2y1hgt22x22，联立解得v0 。答案： 3.在“探究平抛运动的特点”实验中，(1)图1是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_。A球心 B球的上端 C球的下端在此实验中，下
4、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用平滑曲线把所有的点连接起来Dy轴的方向由重垂线确定(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0B释放小球的初始位置不同C斜槽末端切线不水平(3)图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是_。解析：(1)在平抛运动实验中，用铅笔标注了小球最高点，为得到更为准确的实验数据，需将坐标原点选择在小球的上端，才能保证一致，故B正确。实验过程中，不需要保证斜槽轨道一定光滑，只要能够保证小球从同一位置由静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就
5、是一样的，选项A错误；记录的点应适当多一些，能够保证描点所得的轨迹更平滑，选项B正确；描点时与平滑曲线偏差过大的点需舍去，选项C错误；y轴必须是竖直方向，即用重垂线确定，选项D正确。(2)由题图2可知斜槽末端切线不水平，才会造成斜抛运动，选项C正确。(3)插入瓶中的另一根吸管的管口处压强等于大气压，要低于液面使两根吸管管口的压强差保持不变，目的是为了保证水流流速不因瓶内水面下降而减小，可保证一段时间内能够得到稳定的细水柱，B正确。答案：(1)BBD(2)C(3)B4.试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法。提供的实验器材有：弹射器(含弹丸)、铁架台(带有夹具)、米尺。(1)在
6、图中画出实验示意图。(2)在安装弹射器时应注意：_。(3)实验中需要测量的量是(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)计算初速度的公式为：_(重力加速度为g)。解析：(1)如图所示。(2)安装时要注意弹射器应固定，且弹射器发射方向保持水平。(3)实验中需测量弹丸射出的水平射程x和弹射器与水平地面高度差y。(4)在弹射器高度不变的情况下多次实验，取x1，x2，xn的平均值作为实验数据。(5)v弹丸 。答案：见解析5如图所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞
7、行时间，底板上的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板高度h0.420 m不变。改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中。v0/(ms1)0.7411.0341.3181.584t/ms292.7293.0292.8292.9d/cm21.730.338.646.4(1)由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初速度v0成_(选填“正比”或“反比”)关系，与_无关。(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理 289.8 ms，发现理论值与测量值之差约为3 ms。经检查，实验及测量无误，其原因是_。(3)另一位同学分析并纠正
8、了上述偏差后，另做了这个实验，竟发现测量值t依然大于自己得到的理论值t理，但二者之差在37 ms之间，且初速度越大差值越小。对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是_。解析：(1)由题表中数据可知，h一定时，小球的水平位移d与初速度v0成正比关系，与飞行时间t无关。(2)该同学计算时重力加速度g取的是10 m/s2，一般情况下应取9.8 m/s2，从而导致约3 ms的偏差。(3)小球直径过大、小球飞过光电门需要时间或光电门传感器置于槽口的内侧，使测量值大于理论值。答案：(1)正比飞行时间t (2)计算时重力加速度取值(10 m/s2)大于实际值 (3)见解析6某同
9、学用图1所示装置做“探究平抛运动的特点”的实验，根据实验结果在坐标纸上描绘出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图2所示。图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m，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g取9.8 m/s2)。完成下列填空：(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3，从图2中可读出|y1y2|_m，|y1y3|_m，|x1x2|_ m。(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。利用(1)中读取的数据，求出小球从P1运动到P2所用的时间为_s，小球抛出后的水平速度为_m/s(保留两位有效数字)。解析：(1)由题图2知，P1、P2的竖直间隔为6个小格，因此|y1y2|0.60 m，P1、P3的竖直间隔为16个小格，因此|y1y3|1.60 m，P1、P2的水平间隔为6个小格，因此|x1x2|0.60 m。(2)由于P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等，所以P1到P2的时间与P2到P3的时间相等，设为t。根据小球在竖直方向做匀变速直线运动，有|y3y2|y2y1|gt2，代入数据得t0.20 s。小球抛出后的水平速度vx m/s3.0 m/s。答案：(1)0.601.600.60(2)0.203.0
