人教版必修二 第五 章第三节 抛体实验(含答案)

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名称 人教版必修二 第五 章第三节 抛体实验(含答案)
格式 zip
文件大小 661.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-11-20 08:46:38

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文档简介

人教版必修二第五章第三节抛体实验(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
用平抛竖落仪可以研究平抛运动的特点。如图所示,小锤打击弹性金属片,球水平抛出,同时球被放开自由下落
A. 实验时、两球的质量必须相等 B. 此实验可说明球在水平方向做匀速直线运动
C. 此实验可说明球在竖直方向做自由落体运动 D. 两球落地点间的距离与释放点的高度成正比
如图所示,在研究平抛运动时,小球沿导电轨道滑下,离开轨道末端末端水平时撞开轻质接触式开关,被电磁铁吸住的小球此时与小球等高,且开始同时自由下落。改变整个装置的高度重复实验,发现、两球总是同时落地。该实验现象说明球在离开轨道后( )
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
关于平抛物体的运动,下列说法中正确的是( )
A. 物体只受重力作用,是的匀变速运动 B. 初速度越大,物体在空中运动的时间越长
C. 物体落地时的水平位移与初速度无关 D. 物体落地时的水平位移与抛出点的高度无关
如图所示,轴在水平地面上,轴在竖直方向.图中画出了从轴上不同位置沿轴正向水平抛出的三个小球、和的运动轨迹.小球同时抛出,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 和同时落地 B. 和初速度相同
C. 运动时间是的两倍 D. 增大的初速度,与可能在落地前相遇
如图所示,在距水平地面和高度处,同时将质量相同的、两小球以相同的初速度水平抛出,则以下判断正确的是( )
A. 、两小球同时落地 B. 两小球落地速度大小相同
C. 、两小球水平位移之比为 D. 、两小球水平位移之比为
同一水平线上相距的两位置沿相同方向水平抛出两小球甲和乙,两球在空中相遇,运动轨迹如图所示。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 甲球要先抛出才能相遇 B. 甲、乙两球必须同时抛出才能相遇
C. 从抛出到相遇过程中,甲球运动的时间更长 D. 两球相遇时乙球加速度更大
物体做平抛运动时,描述物体在竖直方向的分速度取向下为正随时间变化的图线是图中的( )
A. B. C. D.
利用传感器研究小球平抛运动,如图所示为计算机描绘平抛运动的轨迹中的三个连续点,网格的单位长度为,重力加速度取,小球平抛的初速度大小为( )
A. B. C. D.
某物理实验小组采用如图所示的装置研究平抛运动每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出改变水平挡板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹某同学设想小球先后三次做平抛,将水平挡板依次放在,,的位置,且与的间距等于与的间距若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为,,,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是( )
A. B. C. D. 无法判断
如图所示,足球被踢出后在空中依次经过、、三点,运动轨迹如图所示,为最高点,、两点等高.则足球( )
A. 在点的加速度方向竖直向下 B. 在点的机械能比在点的大
C. 在点的动能与在点的相等 D. 从运动到的时间大于从运动到的时间
二、实验题(本大题共2小题,共18.0分)
采用如下图所示的实验装置做”探究平抛运动的特点”的实验.
实验时需要下列哪个器材________填器材前的字母
A.弹簧测力计
B.重垂线
C.打点计时器
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,记录下如下图所示的频闪照片.在测得、、、后,需要验证的关系是________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. .
C. .
如图所示为一小球作平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为,,那么:
闪光频率为______;
小球运动的初速度的大小是______;
小球经过点时的速度大小为______。
三、计算题(本大题共2小题,共22.0分)
跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用依山势特别建造的跳台进行的。运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。已知运动员由山坡顶的点沿水平方向飞出,速度为,到山坡上的点着陆,如图所示,山坡倾角为,山坡可以看成一个斜面。求:
运动员在空中飞行的时间;
间的距离。
某次赛前训练,一排球运动员在网前距地面高度为处用力将球扣出,使排球以的初速度水平飞出。已知排球的质量,排球可视为质点,不考虑空气阻力,取。则:
排球被扣出后经多长时间着地?
排球即将着地时的速率为多少?
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题比较简单,重点考察了平抛运动特点,平抛是高中所学的一种重要运动形式,本题图源自课本中的演示实验,通过该装置可以判断两球同时落地,可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.
【解答】
根据装置图可知,两球由相同高度同时运动,做平抛运动,做自由落体运动,因此将同时落地,由于两球同时落地,因此说明、在竖直方向运动规律是相同的,故根据实验结果可知,平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动,不需要两球质量相等,故C正确,AB错误.
D、根据,两球落地点间的距离取决于球飞出的速度与实验装置离地面的高度有关,但不是成正比,故D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
球与球同时释放,同时落地,由于球做自由落体运动,球做平抛运动,说明球的竖直分运动与球相同。
本题关键将平抛运动正交分解后抓住题中的“改变整个装置的高度做同样的实验,发现位于同一高度的、两个小球总是同时落地”,得出球的竖直分运动与球的运动相同。
【解答】
球与球同时释放,同时落地,时间相同;球做平抛运动,球做自由落体运动。
将球的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,两个分运动同时发生,具有等时性,因而球的竖直分运动与球时间相等,改变整个装置的高度做同样的实验,发现位于同一高度的、两个小球总是同时落地,说明在任意时刻在两球同一高度,即球的竖直分运动与球完全相同,说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。故C正确,ABD错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】本题的关键是理解平抛运动的性质,及其水平方向与竖直方向的分运动性质与规律。
物体做平抛运动时,只受重力作用,是匀变速曲线运动,加速度等于重力加速度;根据分析时间;根据分析水平分位移。
【解答】做平抛运动的条件是物体只受重力且初速度的方向为水平方向,根据牛顿第二定律可知,物体只受重力时,其加速度必为,且保持不变,A正确;
B.做平抛运动的物体在空中运动的时间取决于物体抛出时离地的高度,B错误;
做平抛运动的物体落地时的水平位移由初速度和在空中运动的时间共同决定,抛出点的高度决定了物体在空中运动的时间,、D错误.
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查平抛运动的规律应用,要注意根据竖直方向上的运动判断出运动时间,再联立水平位移判断初速度。
三个物体均做平抛运动,将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,根据平抛运动的规律进行分析求解即可。
【解答】
、的高度相同,是的高度的一半,根据,得,知,故A正确,C错误;
B.和在落地时水平位移相等,但,由可得,故B错误;
D.与在竖直方向上都做自由落体运动,竖直方向上相对静止,而同时抛出的与的抛出点高度不同,则两物体不可能同时到达同一高度,因此与不可能相遇,故D错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】
【分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据高度比较落地的时间,结合初速度和时间比较水平位移。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,知道运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移。
【解答】
A.根据知,两球平抛运动的高度之比为:,则下落的时间之比为:,故A错误;
B.根据知,两球落地时竖直分速度不同,水平分速度相同,根据平行四边形定则知,两球落地的速度方向不同,故B错误;
根据知,两球的初速度相同,时间之比为:,则水平位移之比为:,故C正确,D错误。
6.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律,知道平抛运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移。平抛运动的时间由高度决定,结合相遇时的高度比较运动的时间;平抛运动加速度恒定为。
【解答】
由于相遇时甲、乙做平抛运动的竖直位移相同,由可以判断两球下落时间相同,即应同时抛出两球才能相遇,故AC错误,B正确;
D.甲、乙做平抛运动,加速度始终相等,都等于,故D错误。
故选B。

7.【答案】
【解析】
【分析】
做平抛运动的物体,在竖直方向上做自由落体运动,根据自由落体运动速度时间关系得到相应的关系式即可判断图像。
本题考查平抛运动的运动规律,注意竖直方向为自由落体运动。基础题。
【解答】
做平抛运动的物体,在竖直方向上做自由落体运动,根据自由落体运动速度时间关系得,可知随时间变化的图线应是一条过原点的直线,故ABC错误,D正确。
故选D。

8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查研究平抛运动规律的实验,熟悉实验原理是解题的关键。
根据题设得出相邻两点间的水平位移,从而得出相邻两个计数点的时间间隔,竖直方向,根据逐差法列方程得出相邻两个计数点间的时间间隔,从而求出小球做平抛运动的初速度即可判断。
【解答】
由图知,相邻两点的水平位移相同,均为,则相邻两个点的时间间隔相同,竖直方向,由,其中,解得,则平抛运动的初速度大小,故C正确,ABD错误。

9.【答案】
【解析】
【分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,比较竖直方向上下落相同位移的时间关系,从而比较出水平位移的关系.
解决本题的关键是知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式进行分析.
【解答】
解:因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,下落的速度越来越快,则下落相等位移的时间越来越短,水平方向上做匀速直线运动,
所以,故C正确,、、D错误.
故选:.
10.【答案】
【解析】解:、在点,足球运动方向向右,空气阻力水平向左,故此刻足球的加速度斜向下,故A错误;
B、由于过程中空气阻力做负功,机械能减小,故在点的机械能比在点的大,故B正确;
C、从运动到过程中机械能减小,、两点的重力势能相等,则点的动能比在点的动能大,故C错误;
D、足球被踢出后,对足球受力分析,足球受到重力和空气阻力,当足球从运动到过程中竖直方向上重力和空气阻力都向下,运动到的空气阻力向上,故运动到过程中的竖直方向上的加速度大于从运动到的过程中的加速度,、两点等高,故从运动到的时间小于从运动到的时间,故D错误;
故选:。
对足球进行受力分析,从而判断出足球在点的加速度方向;
运动过程中有空气阻力做功,机械能不断减小,从而分析出在等高的两点的动能大小关系;
根据竖直方向上加速度的变化结合运动特点分析出两个过程中的运动时间。
本题主要考查了抛体运动的相关应用,根据不同方向的受力特点定性地分析出足球的运动情况,结合机械能的概念分析出运动过程中足球机械能的变化。
11.【答案】;;。
【解析】
【分析】
从“研究平抛运动”实验的原理出发即可求解
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,比较竖直方向上下落相同位移的时间关系,从而比较出水平位移的关系。
本题考查平抛物体的运动规律。解决平抛实验问题时,要特别注意实验的注意事项。在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理,要注重学生对探究原理的理解。
【解答】
该实验需要使用重垂线确定轴的位置,不需要弹簧测力计和打点计时器,正确.
相邻两位置的时间间隔相等,若小球在水平方向上做匀速运动,则
由小球最后一个位置与第一个位置间的水平距离计算求得的水平速度误差较小,正确.
答案:;;。

12.【答案】;;。
【解析】
【分析】
本题考查了实验探究平抛运动的特点,解题的关键是理解实验原理,注意此图为小球做平抛运动的闪光照片的一部分,熟练运用运动学公式及推论。
小球做平抛运动,即在竖直方向做匀变速直线运动,利用匀变速直线运动的推论即可分析;
小球做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,由即可求小球运动的初速度;
利用匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度求出点在竖直方向上的分速度,即可求出点的速度大小。
【解答】
小球做平抛运动,即在竖直方向做匀变速直线运动,水平方向上做匀速直线运动。
根据竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数,得:,其中,代入求得:,因此闪光频率为:;
水平方向匀速运动,有:,其中,,代入解得:.
根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度,在点有:,则点的速度:。
13.【答案】解:运动员由到做平抛运动,水平方向的位移为:
竖直方向的位移为:

可得: .
由题意可知: ,
得:
将 代入得: .
答:运动员在空中飞行的时间是;
、间的距离是.
【解析】运动员在空中做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据竖直位移和水平位移的关系求出运动员在空中的飞行时间.
根据时间求得竖直位移,结合平行四边形定则求出、间的距离.
解决本题的关键是要知道竖直位移与水平位移的关系,明确平抛运动在水平方向和竖直方向上的规律,结合运动学公式进行解答.
14.【答案】解:排球飞出后做平抛运动,竖直方向的分运动为自由落体运动,设排球在空中的飞行时间为
由:
得:
排球从飞出到落地的过程中只有重力做功,满足机械能守恒.故落地时的动能等于刚飞出时的机械能.即:
;所以.
答:排球被扣出后经着地;
排球即将着地时的速率为。
【解析】排球在做平抛运动,故由平抛运动竖直方向的分运动的性质可求得飞行时间;
排球只有重力做功,满足机械能守恒,则由机械能守恒可求得刚飞出的机械能.
本题考查平抛运动与机械能守恒的综合,要求掌握好平抛运动的规律,利用好速度的合成与分解规律求解.
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