人教版必修二5.3实验：探究平抛运动的特点(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 人教版必修二5.3实验：探究平抛运动的特点(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 301.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-24 21:56:36 | ||
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文档简介
人教版必修二5.3实验：探究平抛运动的特点
一、填空题（共2小题）
1. 判断下列说法的正误。
平抛运动的合位移的方向与合速度的方向一致。
2. 判断下列说法的正误。
平抛运动物体的速度方向与水平方向的夹角越来越大，若足够高，速度方向最终可能竖直向下。
二、解答题（共1小题）
3. 平抛运动的位移与轨迹
（1）水平位移：
（2）竖直位移：
（3）轨迹方程：由 两式消去时间 ，可得平抛运动的轨迹方程为 ，由此可知平抛运动的轨迹是一条 。
三、实验题（共7小题）
4. 研究平抛物体的运动
（1）《研究平抛物体的运动》实验的目的是
A.描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的初速度
B.描出平抛物体的运动轨迹，求出重力加速度
C.描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的运动时间
D.描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的位移
（2）如图所示是一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，其中 、 、 是小球不同时刻（相同时间间隔）在照片上的位置，图中背景方格的边长均为 ，如果取 ，则小球的初速度 。
5. 为了进一步研究平抛运动，某同学用如图所示的装置进行实验。
（1）为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是 。
A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.本实验必需的器材还有刻度尺和秒表
（2）图是正确实验取得的数据，其中 为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 （取重力加速度 ）
6. 在“研究平抛运动”的实验中，采用图 所示的实验装置，其简图如图 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.为了准确地描出小球运动的轨迹，必须用光滑曲线把所有的点连接起来
（2）在本实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 。若小球在平抛运动途中的几个位置如图 中的 、 、 、 所示，则小球平抛的初速度是 （ 取 ）。
（3）图 是实验中小球从斜槽上不同位置下落获得的两条轨迹，与图线①相比，图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置 （选填“较低”或“较高”）。
7. 某同学利用图（）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为 。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（）中标出。
完成下列填空：（结果均保留 位有效数字）
（1）小球运动到图（）中位置 时，其速度的水平分量大小为 ，竖直分量大小为
（2）根据图（）中数据可得，当地重力加速度的大小为 。
8. 某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球 、 处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使 球水平飞出，同时 球被松开。他观察到的现象是：小球 、 （填“同时”或“不同时”）落地；让 、 球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片， 球在空中运动的时间将 （填“变长”、“不变”或“变短”）；上述现象说明：平抛运动的时间与 大小无关，平抛运动的竖直分运动是 运动。
9. 用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为 的钢球 放在小支柱 上，球心离地面高度为 ：质量为 的钢球 用细线拴好悬挂于 点，当细线被拉直时 点到球心的距离为 ，且细线与竖直线之间夹角 ，球 由静止释放，摆到最低点时恰与质量为 的球 发生正碰，碰撞后， 球把轻质指示针 推移到与竖直夹角为 处， 球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸 ，用来记录球 的落点。
（1）实验中要测量的物理量除了上述物理量外，还需要测量 （用字母表示，并写出物理含义）。
（2）磁后两球 、 的动量分别为 ， （用前面给出的物理量表示）。
（3）钢球间的碰撞可以认为是弹性碰撞，通过实验结果可以判断 一定 （选填“大于”“等于”或“小于”）。
10. 某物理小组做“探究平抛运动的特点”的实验：
（1）采用如图所示的实验装置，实验时需要下列哪个器材 。
A.弹簧秤
B.重锤线
C.打点计时器
（2）在该实验中，下列说法正确的是 。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端可以不水平
C.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放
D.将描出的点用刻度尺连成折线
（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片。在测得 ，，， 后，需要验证的关系是 。用（，，， 表示）已知频闪周期为 ，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是 。
A.
B.
C.
D.
（4）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长 ，通过频闪照相机，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则与照相机的闪光频率对应的周期为 ，该小球做平抛运动的初速度为 ；抛出点距 点的竖直距离 （）。
（5）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所示， 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 、 ）槽间距离均为 。把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板 上。实验时依次将 板插入 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 板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离 。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图所示。每次将 板向内侧平移距离 ，是为了 。
答案
1.
2.
3. （1）
（2）
（3） ；抛物线
4. （1） A
（2）
5. （1） AC
【解析】AB．为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A正确，B错误；
C．为了保证小球的初速度水平，斜槽轨道末端必须水平，故C正确；
D．小球平抛运动的时间可以根据竖直位移求出，不需要秒表，故D错误。
故选AC。
（2）
【解析】做平抛运动，在竖直方向上
代入数据解得
则平抛运动的初速度为
。
6. （1） BC
【解析】A选项：小球运动时不能与竖直板相接触，故A错误；
B选项：固定斜槽时，必须保证斜槽末端切线水平以保证为平抛运动，故B正确；
C选项：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，故C正确；
D选项：为了准确地描出小球运动的轨迹，用光滑曲线把轨迹点连接起来，偏差大的舍去，故D错误。
（2）
【解析】从图中看出， 、 、 、 个点间的水平位移均相等，是 ，因此这 个点是等时间间隔点。竖直方向两段相邻位移之差是个定值，
即 ，
。
再根据 。
解得：。
带入数据解得：。
（3） 较低
【解析】图中所给的两条曲线在同高度处①的水平距离大，则其速度要大，其释放位置高，即②所对应的小球在斜槽上释放的位置低。
7. （1） ；
【解析】[ ]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为
[ ]竖直方向做自由落体运动，因此 点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得 。
（2）
【解析】由竖直方向的自由落体运动可得
代入数据可得 。
8. 同时；不变；初速度；自由落体
【解析】[ ]小锤轻击弹性金属片时， 球做平抛运动，同时 球做自由落体运动，通过实验可以观察到它们同时落地；
[ ]用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；
[ ][ ]上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。
9. （1） ：平抛的水平位移
（2） ；
（3） 大于
10. （1） B
（2） C
（3） ；D
（4） ；；
（5） 保持相邻痕迹点的水平距离大小相同
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一、填空题（共2小题）
1. 判断下列说法的正误。
平抛运动的合位移的方向与合速度的方向一致。
2. 判断下列说法的正误。
平抛运动物体的速度方向与水平方向的夹角越来越大，若足够高，速度方向最终可能竖直向下。
二、解答题（共1小题）
3. 平抛运动的位移与轨迹
（1）水平位移：
（2）竖直位移：
（3）轨迹方程：由 两式消去时间 ，可得平抛运动的轨迹方程为 ，由此可知平抛运动的轨迹是一条 。
三、实验题（共7小题）
4. 研究平抛物体的运动
（1）《研究平抛物体的运动》实验的目的是
A.描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的初速度
B.描出平抛物体的运动轨迹，求出重力加速度
C.描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的运动时间
D.描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的位移
（2）如图所示是一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，其中 、 、 是小球不同时刻（相同时间间隔）在照片上的位置，图中背景方格的边长均为 ，如果取 ，则小球的初速度 。
5. 为了进一步研究平抛运动，某同学用如图所示的装置进行实验。
（1）为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是 。
A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.本实验必需的器材还有刻度尺和秒表
（2）图是正确实验取得的数据，其中 为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 （取重力加速度 ）
6. 在“研究平抛运动”的实验中，采用图 所示的实验装置，其简图如图 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.为了准确地描出小球运动的轨迹，必须用光滑曲线把所有的点连接起来
（2）在本实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 。若小球在平抛运动途中的几个位置如图 中的 、 、 、 所示，则小球平抛的初速度是 （ 取 ）。
（3）图 是实验中小球从斜槽上不同位置下落获得的两条轨迹，与图线①相比，图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置 （选填“较低”或“较高”）。
7. 某同学利用图（）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为 。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（）中标出。
完成下列填空：（结果均保留 位有效数字）
（1）小球运动到图（）中位置 时，其速度的水平分量大小为 ，竖直分量大小为
（2）根据图（）中数据可得，当地重力加速度的大小为 。
8. 某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球 、 处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使 球水平飞出，同时 球被松开。他观察到的现象是：小球 、 （填“同时”或“不同时”）落地；让 、 球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片， 球在空中运动的时间将 （填“变长”、“不变”或“变短”）；上述现象说明：平抛运动的时间与 大小无关，平抛运动的竖直分运动是 运动。
9. 用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为 的钢球 放在小支柱 上，球心离地面高度为 ：质量为 的钢球 用细线拴好悬挂于 点，当细线被拉直时 点到球心的距离为 ，且细线与竖直线之间夹角 ，球 由静止释放，摆到最低点时恰与质量为 的球 发生正碰，碰撞后， 球把轻质指示针 推移到与竖直夹角为 处， 球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸 ，用来记录球 的落点。
（1）实验中要测量的物理量除了上述物理量外，还需要测量 （用字母表示，并写出物理含义）。
（2）磁后两球 、 的动量分别为 ， （用前面给出的物理量表示）。
（3）钢球间的碰撞可以认为是弹性碰撞，通过实验结果可以判断 一定 （选填“大于”“等于”或“小于”）。
10. 某物理小组做“探究平抛运动的特点”的实验：
（1）采用如图所示的实验装置，实验时需要下列哪个器材 。
A.弹簧秤
B.重锤线
C.打点计时器
（2）在该实验中，下列说法正确的是 。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端可以不水平
C.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放
D.将描出的点用刻度尺连成折线
（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片。在测得 ，，， 后，需要验证的关系是 。用（，，， 表示）已知频闪周期为 ，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是 。
A.
B.
C.
D.
（4）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长 ，通过频闪照相机，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则与照相机的闪光频率对应的周期为 ，该小球做平抛运动的初速度为 ；抛出点距 点的竖直距离 （）。
（5）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所示， 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 、 ）槽间距离均为 。把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板 上。实验时依次将 板插入 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 板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离 。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图所示。每次将 板向内侧平移距离 ，是为了 。
答案
1.
2.
3. （1）
（2）
（3） ；抛物线
4. （1） A
（2）
5. （1） AC
【解析】AB．为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A正确，B错误；
C．为了保证小球的初速度水平，斜槽轨道末端必须水平，故C正确；
D．小球平抛运动的时间可以根据竖直位移求出，不需要秒表，故D错误。
故选AC。
（2）
【解析】做平抛运动，在竖直方向上
代入数据解得
则平抛运动的初速度为
。
6. （1） BC
【解析】A选项：小球运动时不能与竖直板相接触，故A错误；
B选项：固定斜槽时，必须保证斜槽末端切线水平以保证为平抛运动，故B正确；
C选项：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，故C正确；
D选项：为了准确地描出小球运动的轨迹，用光滑曲线把轨迹点连接起来，偏差大的舍去，故D错误。
（2）
【解析】从图中看出， 、 、 、 个点间的水平位移均相等，是 ，因此这 个点是等时间间隔点。竖直方向两段相邻位移之差是个定值，
即 ，
。
再根据 。
解得：。
带入数据解得：。
（3） 较低
【解析】图中所给的两条曲线在同高度处①的水平距离大，则其速度要大，其释放位置高，即②所对应的小球在斜槽上释放的位置低。
7. （1） ；
【解析】[ ]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为
[ ]竖直方向做自由落体运动，因此 点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得 。
（2）
【解析】由竖直方向的自由落体运动可得
代入数据可得 。
8. 同时；不变；初速度；自由落体
【解析】[ ]小锤轻击弹性金属片时， 球做平抛运动，同时 球做自由落体运动，通过实验可以观察到它们同时落地；
[ ]用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；
[ ][ ]上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。
9. （1） ：平抛的水平位移
（2） ；
（3） 大于
10. （1） B
（2） C
（3） ；D
（4） ；；
（5） 保持相邻痕迹点的水平距离大小相同
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