5.3实验：探究平抛运动的特点 同步课时作业（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.3实验：探究平抛运动的特点 同步课时作业（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 490.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-18 10:55:05 | ||
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文档简介
5.3实验：探究平抛运动的特点—2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第二册同步课时作业
1.如图所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动。观察两球的运动轨迹、比较两球的落地时间，并在不同的高度重复实验。我们发现每次实验两球都同时落地。这个实验能直接得到的结论是( )
A.平抛运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动
B.平抛运动的位移和自由落体的位移相等
C.自由落体运动和平抛运动在相等的时间内下落的高度相同
D.自由落体的速度和平抛运动的速度相等
2.在“研究平抛运动”的实验中，已经用某种方法得到了一个物体做平抛运动轨迹中的一段，选取轨迹中的任意一点O为坐标原点，沿水平方向建立x轴，竖直方向建立y轴。在x轴上取等距离的几个点，设；向下作x轴的垂线，垂线与轨迹的交点记为；过作水平线，与y轴的交点分别为。把的长度记为。整个实验过程忽略空气阻力的影响，下列判断正确的是( )
A. B.
C.平抛运动的初速度大小为 D.平抛运动的初速度大小为
3.在“研究平抛运动”实验中:
（1）下列说法正确的有( )
A.调节斜槽轨道末端水平，是为了保证小球抛出的初速度水平
B.检验是否调节水平，方法是将小球放在轨道末端，看小球是否滚动
C.每次释放小球时都应由静止释放，但可以从斜槽上不同位置释放
D.必须使用光滑的斜槽
（2）如图所示为某同学在研究小球的平抛运动时拍摄的频闪照片的一部分，其背景是边长为4.90cm的小方格，g取9.80m/s2。由图可知平抛运动的抛出点______（填“是”或“不是”）A点，照相机的闪光时间间隔为______s；小球抛出时的初速度大小为______m/s。从抛出到到达B点经历时间为______s.
4.某同学用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。
（1）为了能较准确地描绘小球的运动轨迹，下列说法正确的是_________。
A.小球做平抛运动时应与木板摩擦，以便画出运动轨迹
B.本实验不需要用天平测出小球的质量，也不需要配备重垂线
C.为了保证小球沿水平方向飞出，应将斜槽轨道的末端调成水平
D.以小球在斜槽末端时球心在方格纸上的投影点作为所建坐标系的原点O
（2）在此实验中，每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下，但小球与斜槽间有摩擦力，这个摩擦力_________（选填“会”或“不会”）使实验的误差增大。
5.（1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的__________。
A.秒表 B.天平 C.重垂线 D.弹簧测力计
（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差_________。
A.斜槽轨道末端必须水平 B.斜槽轨道必须光滑
C.每次实验要平衡摩擦力 D.小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_________m/s。
（4）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s，经过B点时的速度为_______m/s，抛出点的坐标为_______（用L表示）。（此问g取）
6.某高速摄像机拍摄到一物体在一面竖直砖墙前做平抛运动，平抛轨迹平行于墙面，为了通过视频分析出物体平抛的初速度及墙壁的砖块长宽尺寸，某物理学习小组进行了如下分析：
步骤1：通过反复回放、慢放视频描出物体运动轨迹如图；
步骤2：通过视频读取物体从A运动到B的时间；
步骤3：测出视频中砖块的长与宽的比值k。
已知重力加速度为g，空气阻力的影响可忽略。通过对以上数据的分析可得：
（1）砖块的长度为____________；
（2）物体平抛的初速度为____________；
（3）物体经过P点时的速度为____________。
7.某学习小组设计如下实验研究平抛运动。如图所示，弯曲轨道固定在水平桌面上，在离轨道边缘B不远处有一可移动的竖直平面，平面中心竖直线标有刻度，0刻度线与桌面边缘平齐。以边缘B正下方的O点为原点建立水平x轴。实验时，将竖直平面移动到x处，从固定立柱处由静止释放体积很小的钢珠，钢珠从B点离开后击中中心竖直线某点，记录刻度值y；改变x，重复实验。
（1）研究平抛运动规律时，下述条件对减小误差没有帮助的是_________。
A.弯曲轨道边缘保持水平 B.弯曲轨道尽量光滑
C.保持竖直平面与水平面垂直 D.使用相同体积但质量较大的小钢珠
（2）如图所示的图像中，能正确反映y与x的关系的是________。
（3）若某次将钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度，记为y；将竖直平面向远离B方向平移10.00 cm，再次将钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为；将竖直平面再向远离B方向平移10.00 cm，让钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为。钢珠的初速度为______m/s。
8.如图，在“探究平抛运动的特点”实验中：
(1)为准确确定坐标轴，还需要的器材是( )
A．弹簧测力计 B．铅垂线 C．打点计时器 D．天平
(2)实验过程中，应使小球每次从斜槽上______（选填“相同”或“不同”）的位置由静止滚下，斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验______（选填“有”或“没有”）影响；
(3)小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为L的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力，重力加速度g，则照相机两次闪光的时间间隔T=______，抛出点在A点上方______，左方______处，小球经过B点的速度大小vB=______,小球经过C点的速度vC与水平方向夹角的正切值是______。(可以用g和L表示)
答案以及解析
1.答案：C
解析：由于两球同时在相同高度释放后同时落地，所以可以直接得出自由落体运动和平抛运动在相等的时间内下落的高度相同，故C项正确，ABD项错误。综上所述，本题正确答案为C。
2.答案：D
解析：由题意可知，选取轨迹中的任意一点O为坐标原点，因此O点不一定是抛出点，那么，也不一定等于1:3:5，故A、B错误；将平抛运动看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，那么，因此，故C错误，D正确。
3.答案：（1）AB（2）不是,0.1,2.45,0.3
解析：（1）A.调节斜槽轨道末端水平，是为了保证小球抛出的初速度水平，A正确；B.检验是否调节水平，方法是将小球放在轨道末端，看小球是否滚动，B正确；C.每次释放小球时都应从斜槽上同一位置由静止释放，以确保平抛的初速度相同，C错误；D.斜槽不必光滑，D错误。故选AB。
（2）若是从A点水平抛出，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，相同时间的位移比应为1:3，而小球从A到B再到C的过程，竖直方向的位移为，故小球的抛出点不是A点。
竖直方向满足,解得照相机的闪光时间间隔为，水平方向可得小球的初速度大小为,B点的竖直分速度为,又有,解得从抛出到到达B点经历时间为。
4.答案：（1）CD
（2）不会
解析：（1）小球做平抛运动时，不应使其与木板摩擦，以免影响运动的轨迹，故A错误；本实验不需要用天平测出小球的质量，但需要配备重垂线，以便确定竖直方向，故B错误：为了保证小球沿水平方向飞出，应将斜槽轨道的末端调成水平，C正确；小球从斜槽上某位置由静止滚下，离开斜槽末端后做平抛运动，应以小球在斜槽末端时球心在方格纸上的投影点作为所建坐标系的原点O，故D正确。
（2）只要让小球每次均从斜槽上同一位置由静止滚下，小球到达斜槽末端时速度就相同，可知小球与斜槽间的摩擦力不会增大实验误差。
5.答案：（1）C
（2）AD
（3）1.6
（4）1.5；2.5；
解析：（1）除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。
（2）为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，故A正确；为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，故B错误，D正确；本实验中不需要平衡摩擦力，C错误。
（3）取题图乙中的第一组数据，根据得，小球平抛运动的时间
则小球做平抛运动的初速度
（4）小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，有，解得
小球做平抛运动的初速度
小球经过B点时的竖直分速度
则小球经过B点时的速度
小球从抛出点到B点的时间
则抛出点到B点的水平距离
抛出点到B点的竖直距离
所以抛出点到A点的水平距离
抛出点到A点的竖直距离
由于A点的坐标为，则抛出点的坐标为
6.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）物体在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，设砖的宽度为d，则长度为；由题图可知，物体从A运动到B，水平方向位移是，竖直方向位移是。物体从A运动到P，水平方向位移是，竖直方向位移是。
物体从A运动到B的时间为，由题图知：物体从A运动到P的时间是，设物体在A点时竖直方向的分速度为，
则竖直方向有，
解得：
所以，砖的长度为
（2）物体平抛的初速度为
（3）物体经过P点，竖直分速度
所以物体经过P点时的速度
7.答案：（1）B
（2）C
（3）1.0
解析：（1）弯曲轨道边缘保持水平，能保证小球离开轨道后做平抛运动，故对减小误差有帮助，A错误；本实验只需要保证每次小球平抛的初速度相同即可，轨道光滑对减小实验误差没有帮助，故B正确；保持竖直平面与水平面垂直，刻度值y才表示竖直位移，故对减小误差有帮助，故C错误；使用相同体积但质量较大的小钢珠，能减小空气阻力的影响，小钢珠的运动更抛运动，故对减小误差有帮助，D错误。
（2）由平抛运动规律可得，联立得，可知y与成正比，故C正确。
（3）设钢珠水平运动10 cm运动的时间为t，
则有
联立解得。
8.答案：（1）B;（2）相同;没有;（3）;L;3L;;1.5
解析：（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是铅垂线故选B；
（2）为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放，即有相同的高度，对于斜槽导轨对小球是否有摩擦力，对实验结果没有影响，只要能平抛即可；
1.如图所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动。观察两球的运动轨迹、比较两球的落地时间，并在不同的高度重复实验。我们发现每次实验两球都同时落地。这个实验能直接得到的结论是( )
A.平抛运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动
B.平抛运动的位移和自由落体的位移相等
C.自由落体运动和平抛运动在相等的时间内下落的高度相同
D.自由落体的速度和平抛运动的速度相等
2.在“研究平抛运动”的实验中，已经用某种方法得到了一个物体做平抛运动轨迹中的一段，选取轨迹中的任意一点O为坐标原点，沿水平方向建立x轴，竖直方向建立y轴。在x轴上取等距离的几个点，设；向下作x轴的垂线，垂线与轨迹的交点记为；过作水平线，与y轴的交点分别为。把的长度记为。整个实验过程忽略空气阻力的影响，下列判断正确的是( )
A. B.
C.平抛运动的初速度大小为 D.平抛运动的初速度大小为
3.在“研究平抛运动”实验中:
（1）下列说法正确的有( )
A.调节斜槽轨道末端水平，是为了保证小球抛出的初速度水平
B.检验是否调节水平，方法是将小球放在轨道末端，看小球是否滚动
C.每次释放小球时都应由静止释放，但可以从斜槽上不同位置释放
D.必须使用光滑的斜槽
（2）如图所示为某同学在研究小球的平抛运动时拍摄的频闪照片的一部分，其背景是边长为4.90cm的小方格，g取9.80m/s2。由图可知平抛运动的抛出点______（填“是”或“不是”）A点，照相机的闪光时间间隔为______s；小球抛出时的初速度大小为______m/s。从抛出到到达B点经历时间为______s.
4.某同学用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。
（1）为了能较准确地描绘小球的运动轨迹，下列说法正确的是_________。
A.小球做平抛运动时应与木板摩擦，以便画出运动轨迹
B.本实验不需要用天平测出小球的质量，也不需要配备重垂线
C.为了保证小球沿水平方向飞出，应将斜槽轨道的末端调成水平
D.以小球在斜槽末端时球心在方格纸上的投影点作为所建坐标系的原点O
（2）在此实验中，每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下，但小球与斜槽间有摩擦力，这个摩擦力_________（选填“会”或“不会”）使实验的误差增大。
5.（1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的__________。
A.秒表 B.天平 C.重垂线 D.弹簧测力计
（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差_________。
A.斜槽轨道末端必须水平 B.斜槽轨道必须光滑
C.每次实验要平衡摩擦力 D.小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_________m/s。
（4）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s，经过B点时的速度为_______m/s，抛出点的坐标为_______（用L表示）。（此问g取）
6.某高速摄像机拍摄到一物体在一面竖直砖墙前做平抛运动，平抛轨迹平行于墙面，为了通过视频分析出物体平抛的初速度及墙壁的砖块长宽尺寸，某物理学习小组进行了如下分析：
步骤1：通过反复回放、慢放视频描出物体运动轨迹如图；
步骤2：通过视频读取物体从A运动到B的时间；
步骤3：测出视频中砖块的长与宽的比值k。
已知重力加速度为g，空气阻力的影响可忽略。通过对以上数据的分析可得：
（1）砖块的长度为____________；
（2）物体平抛的初速度为____________；
（3）物体经过P点时的速度为____________。
7.某学习小组设计如下实验研究平抛运动。如图所示，弯曲轨道固定在水平桌面上，在离轨道边缘B不远处有一可移动的竖直平面，平面中心竖直线标有刻度，0刻度线与桌面边缘平齐。以边缘B正下方的O点为原点建立水平x轴。实验时，将竖直平面移动到x处，从固定立柱处由静止释放体积很小的钢珠，钢珠从B点离开后击中中心竖直线某点，记录刻度值y；改变x，重复实验。
（1）研究平抛运动规律时，下述条件对减小误差没有帮助的是_________。
A.弯曲轨道边缘保持水平 B.弯曲轨道尽量光滑
C.保持竖直平面与水平面垂直 D.使用相同体积但质量较大的小钢珠
（2）如图所示的图像中，能正确反映y与x的关系的是________。
（3）若某次将钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度，记为y；将竖直平面向远离B方向平移10.00 cm，再次将钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为；将竖直平面再向远离B方向平移10.00 cm，让钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为。钢珠的初速度为______m/s。
8.如图，在“探究平抛运动的特点”实验中：
(1)为准确确定坐标轴，还需要的器材是( )
A．弹簧测力计 B．铅垂线 C．打点计时器 D．天平
(2)实验过程中，应使小球每次从斜槽上______（选填“相同”或“不同”）的位置由静止滚下，斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验______（选填“有”或“没有”）影响；
(3)小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为L的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力，重力加速度g，则照相机两次闪光的时间间隔T=______，抛出点在A点上方______，左方______处，小球经过B点的速度大小vB=______,小球经过C点的速度vC与水平方向夹角的正切值是______。(可以用g和L表示)
答案以及解析
1.答案：C
解析：由于两球同时在相同高度释放后同时落地，所以可以直接得出自由落体运动和平抛运动在相等的时间内下落的高度相同，故C项正确，ABD项错误。综上所述，本题正确答案为C。
2.答案：D
解析：由题意可知，选取轨迹中的任意一点O为坐标原点，因此O点不一定是抛出点，那么，也不一定等于1:3:5，故A、B错误；将平抛运动看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，那么，因此，故C错误，D正确。
3.答案：（1）AB（2）不是,0.1,2.45,0.3
解析：（1）A.调节斜槽轨道末端水平，是为了保证小球抛出的初速度水平，A正确；B.检验是否调节水平，方法是将小球放在轨道末端，看小球是否滚动，B正确；C.每次释放小球时都应从斜槽上同一位置由静止释放，以确保平抛的初速度相同，C错误；D.斜槽不必光滑，D错误。故选AB。
（2）若是从A点水平抛出，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，相同时间的位移比应为1:3，而小球从A到B再到C的过程，竖直方向的位移为，故小球的抛出点不是A点。
竖直方向满足,解得照相机的闪光时间间隔为，水平方向可得小球的初速度大小为,B点的竖直分速度为,又有,解得从抛出到到达B点经历时间为。
4.答案：（1）CD
（2）不会
解析：（1）小球做平抛运动时，不应使其与木板摩擦，以免影响运动的轨迹，故A错误；本实验不需要用天平测出小球的质量，但需要配备重垂线，以便确定竖直方向，故B错误：为了保证小球沿水平方向飞出，应将斜槽轨道的末端调成水平，C正确；小球从斜槽上某位置由静止滚下，离开斜槽末端后做平抛运动，应以小球在斜槽末端时球心在方格纸上的投影点作为所建坐标系的原点O，故D正确。
（2）只要让小球每次均从斜槽上同一位置由静止滚下，小球到达斜槽末端时速度就相同，可知小球与斜槽间的摩擦力不会增大实验误差。
5.答案：（1）C
（2）AD
（3）1.6
（4）1.5；2.5；
解析：（1）除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。
（2）为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，故A正确；为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，故B错误，D正确；本实验中不需要平衡摩擦力，C错误。
（3）取题图乙中的第一组数据，根据得，小球平抛运动的时间
则小球做平抛运动的初速度
（4）小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，有，解得
小球做平抛运动的初速度
小球经过B点时的竖直分速度
则小球经过B点时的速度
小球从抛出点到B点的时间
则抛出点到B点的水平距离
抛出点到B点的竖直距离
所以抛出点到A点的水平距离
抛出点到A点的竖直距离
由于A点的坐标为，则抛出点的坐标为
6.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）物体在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，设砖的宽度为d，则长度为；由题图可知，物体从A运动到B，水平方向位移是，竖直方向位移是。物体从A运动到P，水平方向位移是，竖直方向位移是。
物体从A运动到B的时间为，由题图知：物体从A运动到P的时间是，设物体在A点时竖直方向的分速度为，
则竖直方向有，
解得：
所以，砖的长度为
（2）物体平抛的初速度为
（3）物体经过P点，竖直分速度
所以物体经过P点时的速度
7.答案：（1）B
（2）C
（3）1.0
解析：（1）弯曲轨道边缘保持水平，能保证小球离开轨道后做平抛运动，故对减小误差有帮助，A错误；本实验只需要保证每次小球平抛的初速度相同即可，轨道光滑对减小实验误差没有帮助，故B正确；保持竖直平面与水平面垂直，刻度值y才表示竖直位移，故对减小误差有帮助，故C错误；使用相同体积但质量较大的小钢珠，能减小空气阻力的影响，小钢珠的运动更抛运动，故对减小误差有帮助，D错误。
（2）由平抛运动规律可得，联立得，可知y与成正比，故C正确。
（3）设钢珠水平运动10 cm运动的时间为t，
则有
联立解得。
8.答案：（1）B;（2）相同;没有;（3）;L;3L;;1.5
解析：（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是铅垂线故选B；
（2）为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放，即有相同的高度，对于斜槽导轨对小球是否有摩擦力，对实验结果没有影响，只要能平抛即可；