5.3实验：研究平抛运动同步课时作业（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.3实验：研究平抛运动同步课时作业（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 344.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-19 06:15:20 | ||
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文档简介
5.3实验：研究平抛运动——2021-2022学年高一物理人教版必修二同步课时作业
1.利用如图所示的装置研究平抛运动。为了画出一条钢球做平抛运动的轨迹，要求( )
A.钢球每次必须从斜槽上相同的位置滚下 B.钢球每次可以从斜槽上不同的位置滚下
C.斜槽末端的切线可以不调成水平 D.斜槽必须是光滑
2.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，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，自由下落．关于该实验，下列说法中正确的有( )
A．两球的质量应相等 B．两球应同时落地
C．B球先落地 D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
3.在如图所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时球被释放，做自由落体运动。小明为证实平抛运动的小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动、水平方向上的分运动是匀速直线运动，改变小锤击打弹性金属片的力度、装置距离水平地面的高度，下列说法正确的是（ ）
A.仅改变击打力度可以得到球在水平方向上的运动特点
B.仅改变装置高度可以得到球在水平方向上的运动特点
C.仅改变击打力度可以得到球在竖直方向上的运动特点
D.分别改变击打力度和装置高度，可以得到球竖直方向上的运动特点
4.在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的所示，则：
（1）小球平抛的初速度的计算式为___________（用表示），其值是___________；
（2）小球在b点的速率是___________。（取）
5.某学习小组用实验探究“平抛运动规律”.
(1)甲同学采用如图1所示的装置.用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明___________.
(2)乙同学采用如图2所示的装置.用两个相同的弧形轨道分别发射小铁球,其中N的末端与光滑水平面相切,两轨道上端分别装有电磁铁,调节电磁铁的高度,使,现将小铁球分别吸在电磁铁上,切断电源,使两小铁球同时分别从轨道的下端射出.实验可观察到的现象应是___________;保持,仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明___________.
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片.图中每个小方格的边长为2.5cm,分析可知,位置1_______(填“是”或“不是”)平抛运动的起点.
6.在“研究平抛运动”的实验中,采用图1所示的实验装置,其简图如图2所示,水平抛出的小球落入接球槽中,通过复写纸在白纸上留下痕点.
(1)下列说法正确的是________;
A.小球运动时可以与竖直板相接触
B.固定斜槽时,必须保证斜槽末端切线水平
C.在研究一条运动轨迹时,小球每次都要从同一位置由静止开始释放
D.为了准确地找出小球运动的轨迹,必须用光滑曲线把所有的点连接起来
(2)实验中小球碰到接球槽会在复写纸下面的白纸上留下相近的两个点(如图3所示),应该取________(填“左边”或“右边”)的点进行测量;
(3)图4是实验中小球从斜槽上不同位置下落获得的两条轨迹,图线①所对应的平抛运动的初速度______(填“较小”或“较大”),图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置_______(填“较低”或“较高”).
7.（1）平抛物体的运动规律可以概括为两点:①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验:如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验( )
A.只能说明上述规律中的第①条
B.只能说明上述规律中的第②条
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.能同时说明上述两条规律
（2）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示。x轴沿水平方向，y轴是竖直方向，由图中所给的数据可求出:①图中坐标原点O____（填“是”或“不是”）抛出点；②平抛物体的初速度是_____，A到B点的运动时间是_________s取（g取）。
8.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.实验前要用铅垂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_________。
A. B. C. D.
（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。在曲线上取三个点，测量得到三点间竖直距离，三点间水平距离取，则小球平抛运动的初速度的计算式为_________（用字母表示），代入数据得其大小为_______m/s。
答案以及解析
1.答案：A
解析：A.为了保证小球平抛运动的初速度相同，则每次从同一高度由静止释放小球。故A正确，B错误。
C.为了保证小球水平飞出，则斜槽的末端切线保持水平。故C错误。
D. 斜槽是否光滑不影响结果。故D错误。
故选：A.
2.答案：B
解析：根据裝置图可知，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，故B正确;故选：B.
3.答案：D
解析：AC，改变击打力度，无法比较球在水平方向和竖直方向上的运动特点，故AC错误。
B，仅改变装置高度，两球始终同时落地，球在竖直方向的运动和球相同，可以得到球竖直方向上的运动特点，故B错误。
D，分别改变击打力度和装置高度，可以得到球竖直方向上的运动特点，故D正确。
4.答案：（1）， （2）
解析：（1）从小方格的纸记录轨迹可看出从的水平位移一样，都为，说明各段的时间相等，设为T，可知
分析的竖直位移依次相差L，由匀变速直线运动的规律得
联立可求出初速度
代入数值得
（2）由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得b的竖直速度
运用运动的合成求出b的速度
代入数值得
5.答案：(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
(2)二球相碰;平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
(3)不是
解析：(1)在打击金属片时,A小球做平抛运动,B小球做自由落体运动,结果两球同时落地,则说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动.
(2)让两小球从相同的弧形轨道上以相同高度滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度.小球P做平抛运动,小球Q做匀速直线运动,当两小球相碰时则说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动.当改变轨道M在竖直方向的位置时,仍能相碰,则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动,与抛出点的高度无关.
(3)平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动的合运动,由题图3可知水平方向间距相等,则可知时间间隔相等,如果位置1是平抛运动的起点,根据初速度为零的匀变速直线运动的特点,在竖直方向上在相等的时间内位移大小之比为1:3:5:7,由图可知是1:2:3,所以1不是平抛运动的起点.
6.答案：(1)BC
(2)左边
(3)较大;较低
解析：(1)为保证小球做平抛运动,小球运动时不能与竖直板接触,A错误;为保证小球做平抛运动,固定斜槽时斜槽末端切线必须水平,B正确;研究一条运动轨迹时,小球的初速度必须相同,因此小球每次都要从同一位置由静止释放,C正确;连线时让尽可能多的点在光滑曲线上即可,D错误.
(2)实验中小球碰到接球槽时可能会反弹,因此应该取靠前的点,即左边的点进行测量.
(3)由题图4知,小球下落相同的高度时图线①的水平位移大,故其对应的平抛运动的初速度大,图线②所对应的小球初速度较小,则其在斜槽上释放的位置较低.
7.答案：（1）B（2）不是；4；
解析：（1）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动.结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，故B正确，ACD错误；
（2）做平抛运动的物体在竖直方向是初速度为零的匀加速运动，则在相等时间的竖直位移之比为1:3:5:7…..；图中的竖直位移之比为5:7:9，则O点不是平抛的抛出点；在竖直方向上，根据得，平抛运动的初速度。
8.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）
解析：（1）使小球做平抛运动，关键是使斜槽末端切线水平，判断是否水平可以采用：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，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）小球在竖直方向做匀变速直线运动，连续相等时间内的位移差为常数，可知，所以，小球平抛运动的初速度大小为，代入数据，解得。
1.利用如图所示的装置研究平抛运动。为了画出一条钢球做平抛运动的轨迹，要求( )
A.钢球每次必须从斜槽上相同的位置滚下 B.钢球每次可以从斜槽上不同的位置滚下
C.斜槽末端的切线可以不调成水平 D.斜槽必须是光滑
2.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，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，自由下落．关于该实验，下列说法中正确的有( )
A．两球的质量应相等 B．两球应同时落地
C．B球先落地 D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
3.在如图所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时球被释放，做自由落体运动。小明为证实平抛运动的小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动、水平方向上的分运动是匀速直线运动，改变小锤击打弹性金属片的力度、装置距离水平地面的高度，下列说法正确的是（ ）
A.仅改变击打力度可以得到球在水平方向上的运动特点
B.仅改变装置高度可以得到球在水平方向上的运动特点
C.仅改变击打力度可以得到球在竖直方向上的运动特点
D.分别改变击打力度和装置高度，可以得到球竖直方向上的运动特点
4.在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的所示，则：
（1）小球平抛的初速度的计算式为___________（用表示），其值是___________；
（2）小球在b点的速率是___________。（取）
5.某学习小组用实验探究“平抛运动规律”.
(1)甲同学采用如图1所示的装置.用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明___________.
(2)乙同学采用如图2所示的装置.用两个相同的弧形轨道分别发射小铁球,其中N的末端与光滑水平面相切,两轨道上端分别装有电磁铁,调节电磁铁的高度,使,现将小铁球分别吸在电磁铁上,切断电源,使两小铁球同时分别从轨道的下端射出.实验可观察到的现象应是___________;保持,仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明___________.
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片.图中每个小方格的边长为2.5cm,分析可知,位置1_______(填“是”或“不是”)平抛运动的起点.
6.在“研究平抛运动”的实验中,采用图1所示的实验装置,其简图如图2所示,水平抛出的小球落入接球槽中,通过复写纸在白纸上留下痕点.
(1)下列说法正确的是________;
A.小球运动时可以与竖直板相接触
B.固定斜槽时,必须保证斜槽末端切线水平
C.在研究一条运动轨迹时,小球每次都要从同一位置由静止开始释放
D.为了准确地找出小球运动的轨迹,必须用光滑曲线把所有的点连接起来
(2)实验中小球碰到接球槽会在复写纸下面的白纸上留下相近的两个点(如图3所示),应该取________(填“左边”或“右边”)的点进行测量;
(3)图4是实验中小球从斜槽上不同位置下落获得的两条轨迹,图线①所对应的平抛运动的初速度______(填“较小”或“较大”),图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置_______(填“较低”或“较高”).
7.（1）平抛物体的运动规律可以概括为两点:①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验:如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验( )
A.只能说明上述规律中的第①条
B.只能说明上述规律中的第②条
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.能同时说明上述两条规律
（2）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示。x轴沿水平方向，y轴是竖直方向，由图中所给的数据可求出:①图中坐标原点O____（填“是”或“不是”）抛出点；②平抛物体的初速度是_____，A到B点的运动时间是_________s取（g取）。
8.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.实验前要用铅垂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_________。
A. B. C. D.
（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。在曲线上取三个点，测量得到三点间竖直距离，三点间水平距离取，则小球平抛运动的初速度的计算式为_________（用字母表示），代入数据得其大小为_______m/s。
答案以及解析
1.答案：A
解析：A.为了保证小球平抛运动的初速度相同，则每次从同一高度由静止释放小球。故A正确，B错误。
C.为了保证小球水平飞出，则斜槽的末端切线保持水平。故C错误。
D. 斜槽是否光滑不影响结果。故D错误。
故选：A.
2.答案：B
解析：根据裝置图可知，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，故B正确;故选：B.
3.答案：D
解析：AC，改变击打力度，无法比较球在水平方向和竖直方向上的运动特点，故AC错误。
B，仅改变装置高度，两球始终同时落地，球在竖直方向的运动和球相同，可以得到球竖直方向上的运动特点，故B错误。
D，分别改变击打力度和装置高度，可以得到球竖直方向上的运动特点，故D正确。
4.答案：（1）， （2）
解析：（1）从小方格的纸记录轨迹可看出从的水平位移一样，都为，说明各段的时间相等，设为T，可知
分析的竖直位移依次相差L，由匀变速直线运动的规律得
联立可求出初速度
代入数值得
（2）由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得b的竖直速度
运用运动的合成求出b的速度
代入数值得
5.答案：(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
(2)二球相碰;平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
(3)不是
解析：(1)在打击金属片时,A小球做平抛运动,B小球做自由落体运动,结果两球同时落地,则说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动.
(2)让两小球从相同的弧形轨道上以相同高度滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度.小球P做平抛运动,小球Q做匀速直线运动,当两小球相碰时则说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动.当改变轨道M在竖直方向的位置时,仍能相碰,则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动,与抛出点的高度无关.
(3)平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动的合运动,由题图3可知水平方向间距相等,则可知时间间隔相等,如果位置1是平抛运动的起点,根据初速度为零的匀变速直线运动的特点,在竖直方向上在相等的时间内位移大小之比为1:3:5:7,由图可知是1:2:3,所以1不是平抛运动的起点.
6.答案：(1)BC
(2)左边
(3)较大;较低
解析：(1)为保证小球做平抛运动,小球运动时不能与竖直板接触,A错误;为保证小球做平抛运动,固定斜槽时斜槽末端切线必须水平,B正确;研究一条运动轨迹时,小球的初速度必须相同,因此小球每次都要从同一位置由静止释放,C正确;连线时让尽可能多的点在光滑曲线上即可,D错误.
(2)实验中小球碰到接球槽时可能会反弹,因此应该取靠前的点,即左边的点进行测量.
(3)由题图4知,小球下落相同的高度时图线①的水平位移大,故其对应的平抛运动的初速度大,图线②所对应的小球初速度较小,则其在斜槽上释放的位置较低.
7.答案：（1）B（2）不是；4；
解析：（1）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动.结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，故B正确，ACD错误；
（2）做平抛运动的物体在竖直方向是初速度为零的匀加速运动，则在相等时间的竖直位移之比为1:3:5:7…..；图中的竖直位移之比为5:7:9，则O点不是平抛的抛出点；在竖直方向上，根据得，平抛运动的初速度。
8.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）
解析：（1）使小球做平抛运动，关键是使斜槽末端切线水平，判断是否水平可以采用：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，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）小球在竖直方向做匀变速直线运动，连续相等时间内的位移差为常数，可知，所以，小球平抛运动的初速度大小为，代入数据，解得。