5.3实验探究平抛运动的特点(实验专题)
、实验题
在研究平抛运动的实验装置如图(甲)所示,实验过程中用频闪照相法来获取小球做平抛运动不同时刻的位置.
(1)某次实验过程中获得小球连续三个时刻的位置如图(乙)所示,若频闪照相机的频率f=10Hz,用刻度尺测得照片上y1=2.54cm、y2=3.51cm,照片上物体影像的大小与实际物体实际大小的比值k=0.1,则当地的重力加速度g= (计算结果保留两位有效数字);
(2)若实验中,斜槽末端切线不水平,则仅从这一影响因素分析,重力加速度的测量值 (填“偏大”“偏小”或“没有影响”),小球离开斜末端的速度的测量值 (填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。
(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_____。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.斜槽必须尽可能光滑
C.每次必须由静止开始从同一位置释放小球
D.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)有一个同学在实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离△s相等的三点A、B、C,量得△s=0.2m。又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m,h2=0.2m,利用这些数据,可求得物体抛出时的初速度大小为 m/s。(g取10m/s)
(1)在“研究平抛物体的运动”的实验中,为减小空气阻力对小球的影响。选择小球时,应选择下列的____
A.实心小铁球 B.空心铁球
C.实心小木球 D.以上三种球都可以
(2)在研究平抛运动的实验中,斜槽末端要 ,且要求小球要从 释放,现用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格边长L=2.5cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示,小球由A到B位置的时间间隔为 s,小球平抛的初速度大小为 m/s。
(1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是____。
A.游标卡尺 B.秒表 C.坐标纸
D.天平 E.弹簧测力计 F.重垂线
(2)实验中,下列说法正确的是(____)
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
D.斜槽轨道末端可以不水平
某同学利用如图甲所示的实验装置研究平抛运动的规律。
(1)下列实验要求正确的是____;
A.必须称出小球的质量
B.斜槽轨道必须是光滑的
C.斜槽轨道末端必须是水平的
D.实验必需的器材还有刻度尺和秒表
E.实验时,应该使小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下
(2)该同学在实验中得到的记录坐标纸如图乙所示,坐标纸中小方格的边长l=5cm,小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示。则小球做平抛运动的初速度v0= m/s,小球到b位置的速度为 m/s。
学抛运动的知识后,某同学设想只用一卷米尺测出玩具步枪所发射的弹丸的飞出枪口是的速度。
(1)你认为该设想 (选填“可”或“不可”)行,其理由是 。
(2)若可行,请说具体步骤,用字母表示所要测出的量及相关常量,所测速度的表达式为vo= 。
如图,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、飞行时间t和水平位移d,并记录在表中。
(1)由表中数据可知,在一定时,小球水平位移与其初速度成 关系;
() 0.741 1.034 1.318 1.584
t(ms) 292.7 293.0 292.8 292.9
d(cm) 21.7 30.3 38.6 46.4
(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值,发现理论值与测量值之差约为。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了上述偏差后,另做了这个实验,竟发现测量值依然大于自己得到的理论值,但二者之差在之间,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 。
用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在硬板上、钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出,落在水平挡板上、由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点,在如图乙所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的是______。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.实验时应先确定x轴再确定y轴
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)如图乙所示,根据印迹描出平抛运动的轨迹。在轨迹上取C、D两点,与的水平间距相等且均为x,测得与的竖直间距分别是和;重复上述步骤,测得多组数据,计算发现始终满足 ,由此可初步得出结论:平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
(3)如图丙所示,若实验过程中遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:在轨迹上取A、B、C三点,和的水平间距相等且均为x,测得和的竖直间距分别是和,可求得钢球平抛的初速度大小为 ,B点距离抛出点的高度差为 。(已知当地重力加速度为g,结果用、、x表示)
(4)某实验小组上下移动坐标纸,分别从不同位置静止释放小球,发现两球轨迹1、2相交于一点,如题图丁所示,两球交点距抛出点的高度差分别为、,水平位移为,通过理论推导发现,要使两球在交点处的速率相等,则、和须满足的关系式为 。(结果用、和表示)
如图是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是__________;
A.游标卡尺 B.秒表 C.坐标纸
D.天平 E.弹簧秤 F.重垂线
(2)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线 ,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛 。
采用如图所示的装置做“研究平抛运动”的实验。
(1)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)做实验时,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.下列的一些操作要求,正确的是________。
A.每次必须由同一位置静止释放小球
B.每次必须严格地等距离下降记录小球位置
C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D.记录的点应适当多一些
(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。(g=9.8m/s2)
(4)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长 ,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;B点的竖直分速度为 m/s。(g=10m/s2)
(1)如图所示是探究平抛运动的装置。在此实验中,下列说法正确的是_________。
A.斜槽轨道越光滑,对实验结果影响越小
B.为提高实验准确性,记录的点应适当多一些
C.斜槽末端应调整成水平状态
D.图甲中档条N每次必须等间距下移
(2)在实验中,记录了小球在运动中的3个位置,如图乙所示,已知图中小方格的边长为L,重力加速度为g,则小球平抛的初速度为 (用L、g表示)。b点的速度 。(用L、g表示)
(3)平抛起点与a点的水平距离 (用L表示)。
小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出,同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是:小球A、B (填“同时”或“先后”)落地;
(2)让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间 (填“变长”“不变”或“变短”);
(3)上述现象说明:平抛运动的竖直分运动是 运动;
(4)如图乙,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,正确的是__________;
A.调节斜槽使其末端保持水平
B.每次释放小球的位置可以不同
C.每次释放小球的速度可以不同
D.将小球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(5)小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,如图丙所示,数据处理时选择A点为坐标原点(0,0),则A点 (填“是”或“不是”)拋出点;
(6)结合实验中重锤方向确定坐标系,丙图中小方格的边长均为0.05m,g取10m/s2,则小球运动中水平分速度的大小为 m/s;
(7)小球经过B点时的速度大小为 m/s。
用如图所示的装置研究平抛运动,小球从斜槽上滚下,落在向内倾斜水平放置的挡条上,复写纸后的白纸上留下印记,多次重复实验,记录下小球做平抛运动的多个位置。
(1)在此实验中,下列说法正确的是____;
A.应把斜槽末端记做小球的抛出点
B.选取较为光滑的斜槽,能减少摩擦带来实验误差
C.为记录多个点,挡条每次上下移动的距离适当小些
D.小球运动时应与木板上的白纸(方格纸)相接触,方便打点
(2)某同学做平抛运动实验的记录纸如图所示,由图分析,造成该问题的原因可能是____;
A.斜槽末端没有调水平
B.小球每次从斜槽上滚下的位置不同
C.挡条没有做到等距离移动
D.小球和斜槽间有摩擦力
如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置,铝制斜槽与电池和电磁铁组成回路,斜槽下端与弹性细金属线只接触不连接。当小球a处于斜槽末端时与小球b离地面的高度相同。
(1)在研究平抛运动的竖直分运动与自由落体运动的关系时,将小球a由斜槽某位置释放,当其经过斜槽末端时弹开金属导线,电路瞬间断开,电磁铁释放小球b,两小球在空中相碰。下列说法错误的是____。
A.释放小球a前应调整斜槽末端水平
B.本实验不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
C.本实验说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D.重复实验时,小球a必须从原来的高度释放
(2)利用该实验装置研究小球a平抛运动的初速度。
①将小球a由斜槽最上端释放,确定好两球碰撞的位置,将其标记在竖直挡板上;
②水平移动电磁铁,改变小球b的位置,将小球a仍由斜槽最上端释放,再次标记碰撞位置;重复以上操作多标记几个碰撞位置;
③根据所标记的碰撞位置,描绘出小球a平抛运动的轨迹。
某次实验描绘出的轨迹如图乙所示,图中O为抛出点,A、B、C三点均在两坐标线交点,所选坐标纸每小格的边长为5cm,重力加速度,则小球a水平飞出时的初速度大小v0= m/s,从A运动到B所需时间t= s,在B点处的瞬时速度的大小为vB= m/s。
物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据处理、误差分析等。例如:
实验操作。在“验证动量守恒定律”实验中,如图所示,A、B为半径相同的小球。实验时先让质量为 的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止释放,经轨道末端抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为 的B球放在斜槽轨道的末端,让A球仍从位置S由静止释放,与B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为落点的平均位置。本实验中,斜槽轨道 光滑(选填“必须”或“不必须”),斜槽轨道末端 水平(选填“必须”或“不必须”),地面上的白纸 移动(选填“可以或“不可以”)。
5.3实验探究平抛运动的特点(实验专题)答案解析
、实验题
【答案】(1)9.7
(2)没有影响;偏小
【解析】【解答】(1小球做平抛运动,竖直方向有y2-y1=kgT2
解得
(2)]斜槽末端切线不水平,则仅从这一因素的影响分析,竖直方向仍为匀变速运动,加速度仍为g,故仍满足y2-y1=kgT2,则没有影响。若斜槽末端不水平,则抛出时的速度方向不是水平的,而根据平抛运动的轨迹计算出的是水平速度,则小球离开斜末端的速度的测量值偏小。
【分析】(1)小球做平抛运动,利用竖直方向的邻差公式可以求出重力加速度的大小;
(2)斜槽末端没有切线水平会导致初速度测量值偏小,但会重力加速度的测量值没有影响。
【答案】(1)A;C
(2)2
【解析】【解答】(1)A.为了使小球抛出时初速度水平,一定要使斜槽的末端保持水平,A符合题意;
BC.每次必须由静止开始从同一位置释放小球,小球滑到水平轨道末端时,重力做功和摩擦力做功都保持相同,使得小球到达水平轨道末端时速度都相同,由于每次摩擦力做功一样,所以摩擦力对实验无影响,B不符合题意,C符合题意;
D.应描出一条平滑的曲线,D不符合题意。
故答案为:AC。(2)平抛运动水平方向做匀速直线运动,AB、BC间的水平距离相同,所以A到B和B到C所用的时间相同:
竖直方向做匀变速直线运动:
联立解得: 。
【分析】(1)斜槽不需要光滑,对小球初速度大小没有影响;应该用平滑曲线记录小球运动的轨迹;
(2)利用邻差公式可以求出竖直方向的运动时间,结合平抛水平方向的位移公式可以求出初速度的大小。
【答案】(1)A
(2)水平;同一位置;0.05;1.0
【解析】【解答】(1)为了减小空气阻力对小球的影响,要选择体积较小质量较大的小球,故答案为:A。
(2)为了保证小球做平抛运动斜槽末端要水平,又为了保证每次运动轨迹相同要求小球从同一位置释放。
小球竖直方向做自由落体,根据公式
水平方向做匀速直线运动
【分析】 (1) 体积较小质量较大的球,空气阻力影响较小。
(2)平抛运动实验基本要求要熟记。求初速度要判断第一个球位置是不是抛出点。水平运动和竖直方向运动具有等时性。
【答案】(1)C;F
(2)A;C
【解析】【解答】(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要重锤线,确保小球抛出是在竖直面内运动,还需要坐标纸,便于确定小球间的距离,CF正确。
故答案为:CF(2)ABD.为了能画出平抛运动轨迹,首先保证小球做的是平抛运动,则斜槽轨道末端必须是水平的,为了保证每次小球做同一平抛运动,则应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下,这样小球到达底端的速度就相同,不管斜槽轨道是否光滑即斜槽轨道不一定光滑,A符合题意,BD不符合题意;
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些,C符合题意。
故答案为:AC
【分析】(1)保持弹射器水平是为了使小球做平抛运动,而不是斜抛运动,需要用到重垂线;
(2)从同一位置静止释放,是为了使每次实验的小球具有相同的初速度。
【答案】(1)C;E
(2)2;
【解析】【解答】(1)A.只需要保证小球做平抛运动,不需要测量小球质量,A不符合题意;
B.只需要保证小球从斜槽末端做平抛运动,速度相同即可,不需要保证轨道光滑,B不符合题意;
C.为了保证小球做平抛运动,则在实验前应将斜槽的末端切线调成水平,C符合题意;
D.实验中需要刻度尺测量距离,但不用秒表测时间,D不符合题意;
E.该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下,保证小球平抛运动的初速度相同,故E正确。
故答案为:CE;
(2)根据可得
所以初速度
小球在b点时,竖直方向上的瞬时速度等于
则小球到b位置的速度为
【分析】(1)根据研究平抛运动的规律的实验原理以及注意事项进行分析判断得出正确的选项;
(2)平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,从而结合速度的合成得出小球到b位置的速度。
【答案】(1)可行;保持枪管水平,射出的弹丸的运动可视为平抛运动,测出枪管到水平面的高度h,测出弹丸落地点与枪口的水平距离x,由平抛运动规律及重力加速度的值,可算出弹丸飞出枪口时的速度
(2)
【解析】【解答】(1)实验可行;
具体步骤:保持枪管水平,射出的弹丸的运动可视为平抛运动,测出枪管到水平面的高度h,测出弹丸落地点与枪口的水平距离x,由平抛运动规律及重力加速度的值,可算出弹丸飞出枪口时的速度。
(2)将玩具枪枪口水平,让子弹做平抛运动,测量子弹平抛运动的高度h和水平位移x,根据
联立可得
【分析】(1)利用子弹射出做平抛运动,利用米尺测量其运动的位移,结合位移公式可以求出初速度的大小;
(2)利用平抛运动的位移公式可以求出初速度的表达式。
【答案】(1)正比
(2)g取值偏大
(3)光电门传感器位于水平槽口的内侧,传感器的中心距离水平槽口(小球开始做平抛运动的位置)还有一段很小的距离,小球经过传感器后到小球到达抛出点还有一段很小的时间,而且速度越大,该时间越短。
【解析】【解答】(1)根据表中数据可知,在h一定时,小球水平位移d与其初速度v0成正比,与时间无关。
(2)根据
求解出的t值偏小,是因为g的取值偏大。
(3)光电门传感器位于水平槽口的内侧,传感器的中心距离水平槽口(小球开始做平抛运动的位置)还有一段很小的距离,小球经过传感器后到小球到达抛出点还有一段很小的时间,而且速度越大,该时间越短。
【分析】(1)根据表中数据可知,h一定时,水平位移和初速度成正比;
(2)结合竖直方向自由落体运动的规律得出g值的变化情况;
(3)根据平抛运动的规律得出速度和时间的关系。
【答案】(1)A
(2)
(3);
(4)
【解析】【解答】(1)A.为了保证小球抛出后做平抛运动,安装斜槽轨道,使其末端保持水平,A符合题意;
B.为了保证每次小球抛出的初速度相同,每次小球必须在同一位置静止释放,B不符合题意;
C.应先利用重锤线确定y轴再确定x轴,C不符合题意;
D.为描出小球的运动轨迹,应用平滑的曲线将描绘的点连接起来,D不符合题意。
故答案为:A。
(2)在轨迹上取C、D两点, 与 的水平间距相等且均为x,测得 与 的竖直间距分别是 和 ;若平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,则 与 所用时间相等,设为 ,则有
可得
则有
(3)在轨迹上取A、B、C三点, 和 的水平间距相等且均为x,测得 和 的竖直间距分别是 和 ,可知 和 所用时间相等,设为 ,竖直方向根据
解得
水平方向有
可得钢球平抛的初速度大小为
B点的竖直分速度为
则B点距离抛出点的高度差为
(4)设轨迹1、2的初速度分别为 和 ,对于轨迹1有 ,
可得
轨迹1在交点处的竖直分速度为
则轨迹1在交点处的速度为
对于轨迹2有 ,
可得
轨迹2在交点处的竖直分速度为
则轨迹2在交点处的速度为
为了使两球在交点处的速率相等,则有
可得
【分析】(1)根据研究平抛运动的实验原理以及注意事项分析判断正确的选项;
(2)根据匀变速直线运动的位移与时间的关系得出与的竖直间距 之比;
(3)根据相同时间间隔内的位移差以及匀速直线运动的规律得出水平抛出的初速度和B点距离抛出点的高度差;
(4)根据平抛运动的规律以及速度的合成得出 、和须满足的关系式 。
【答案】(1)C;F
(2)水平;初速度相同
【解析】【解答】(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要重垂线,确保小球抛出是在竖直面内运动,还需要坐标纸,便于确定小球间的距离,CF正确。
故答案为:CF。(2)为了保证小球的初速度水平,斜槽末端需切线水平,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了平抛初速度相同。
【分析】保持弹射器水平是为了使小球做平抛运动,而不是斜抛运动,需要用到重垂线;从同一位置静止释放,是为了使每次实验的小球具有相同的初速度。
【答案】(1)B
(2)A;C;D
(3)1.6
(4)1.5;2.0
【解析】【解答】(1)做“研究平抛物体的运动”实验时,需要木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、白纸、米尺、重垂线,米尺的作用是能读出轨迹上某点的坐标;重垂线的作用是确保木板与白纸是在竖直面内,使其与小球运动平面平行,时间可以通过竖直方向做自由落体运动去求解,故不需要弹簧秤与打点计时器,A、C不符合题意,B符合题意;
故答案为:B;(2)A.因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,A符合题意;
B.记录小球经过不同高度的位置时,每次不必严格地等距离下降,B不符合题意;
C.做平抛运动的物体在同一竖直面内运动,固定白纸的木板必须调节成竖直,小球运动时不应与木板上的白纸相接触,以免有阻力的影响,C符合题意;
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些,D符合题意;
故答案为:ACD;(3)由于 为抛出点,所以根据平抛运动规律有
将 , 代入解得 ;(4)由图可知,物体由 和由B→C所用的时间相等,且有
由图可知
代入解得
在水平方向则有
将 代入解得 竖直方向自由落体运动,根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有
【分析】(1)(2)保持弹射器水平是为了使小球做平抛运动,而不是斜抛运动;从同一位置静止释放,是为了使每次实验的小球具有相同的初速度;小球不与竖直放置的纸板接触是为了规避掉摩擦力对实验的影响;
(3)(4)利用竖直方向的自由落体运动求解出相邻两个点的时间间隔,再利用水平位移求解水平速度;求解b点的速度,需要求出b点的水平速度和竖直速度,再进行合成即可。
【答案】(1)B;C
(2);
(3)8L
【解析】【解答】(1)A.为了使小球平抛运动的初速度相同,小球需从斜槽上相同的位置自由滑下,斜槽轨道不一定需要光滑,A不符合题意;
B.在同一运动轨迹上找到的几个点,然后将这几个点平滑连接起来.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些,B符合题意;
C.为了能画出平抛运动轨迹,首先保证小球做的是平抛运动,所以必须是水平的,C符合题意;
D.确定球的点迹时,只要能方便操作,改变的高度对轨迹的描绘没有影响, D不符合题意。
故答案为:BC。
(2根据
解得
水平方向
解得小球平抛的初速度为
b点竖直方向的速度
则b点的速度
(3)抛出点到b点的时间
那么从抛出点到b点的水平位移为
平抛起点与a点的水平距离
【分析】(1)为了使小球运动的初速度相等,其小球需要从同一高度无初速度释放;为了使初速度水平其斜槽末端必须切线水平;档条不需要每次等间距下移;
(2)利用竖直方向的邻差公式可以求出时间间隔的大小;结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小;利用速度的合成可以求出经过b点的速度大小;
(3)利用速度公式可以求出抛出点到b点的运动时间;利用水平方向的位移公式可以求出抛出点的与a点的水平距离。
【答案】(1)同时
(2)不变
(3)自由落体
(4)A
(5)不是
(6)1.5
(7)2.5
【解析】【解答】(1)由平抛运动中,竖直方向做自由落体运动,所以小球A、B会同时落地;
(2)因为小球A做平抛运动的时间由高度决定,由于A距离地面的高度没变,小球A空中运动的时间也会不变;
(3)由于小球A和小球B同时落地,而小球B做自由落体运动,由此可得,小球A在竖直方向也做自由落体运动;
(4)由于研究平抛运动的运动性质,可知,斜槽的末端必须保持水平,每次释放小球的位置必须相同,速度也必须相同,最后要将小球的位置记录的点连成平滑的曲线;
(5)由于小球竖直方向做的自由落体运动,相等时间内位移满足一定的比值关系,如果A点是原点,和相等时间内的位移比值关系不符,可知,A点不是原点;
(6)竖直方向,由公式
又
得
(7)B点的速度
得
【分析】(1)由于平抛运动其竖直方向的运动是自由落体运动所以两个小球同时落地;
(2)用力敲打金属片对小球竖直方向的运动情况没有影响所以小球A下落时间保持不变;
(3)上述现象说明平抛运动其竖直方向的运动是自由落体运动;
(4)每次释放小球的位置必须相同;每次都需要从静止释放小球;利用平滑曲线连接小球的轨迹;
(5)利用竖直方向的位移关系可以判别其A点不是原点;
(6)利用竖直方向的邻差公式结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小;
(7)利用速度的合成可以求出小球经过B点速度的大小。
【答案】(1)C
(2)B
【解析】【解答】(1) A.应把小球在斜槽末端静止时,球心位置记做小球的抛出点,A不符合题意;
B.每次将小球从同一位置由静止释放,保证每次平抛初速度相同即可,轨道不需要光滑,B不符合题意;
C.为记录多个点,挡条每次上下移动的距离适当小些,C符合题意;
D.实验要求小球运动时不能碰到木板平面,避免因摩擦而使运动轨迹改变,D不符合题意。
故答案为:C。
(2) A.斜槽末端没有调水平,小球做的不是平抛运动,但所有点应该接近在一条平滑曲线上,A不符合题意;
B.由图分析,有两个点,几乎在同一竖直线上的,说明水平位移相同,但其飞行时间不同,说明其做平抛的初速度不同,原因可能是小球每次从斜槽上滚下的位置不同,B符合题意;
C.不管挡条是否等距离移动,如果是平抛运动,各点应接近在一条抛物线上,C不符合题意;
D.只要小球从同一位置由静止释放,不管小球和斜槽间摩擦力的大小,抛出时速度都是相等的,则各点也应接近在一条抛物线上,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)根据研究平抛运动轨迹的实验原理选择正确的选项;
(2)根据研究平抛运动轨迹的实验原理以及注意事项分析造成图示问题的原因。
【答案】(1)D
(2)2.0;0.1;
【解析】【解答】(1)平抛运动的初速度沿水平方向,所以释放a小球前应调整斜槽末端水平,两球在空中相碰能说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,重复实验时,以不同初速度抛出,两球均能相碰,所以a小球不必从原来的高度释放,ABC符合题意,D不符合题意。
故答案为:D。
(2)③A点的坐标为(20cm,5cm),B点的坐标为(40cm,20cm),C点的坐标为(60cm,45cm),OA、AB、BC水平间距相等,所需时间相等,对B点,根据
得
则平抛运动的初速度
B点竖直方向上的分速度为
则B点的瞬时速度
【分析】(1)重复实验时只有保持两个小球下落的高度相等则可以验证其平抛运动分运动为自由落体运动;
(2)利用竖直方向的邻差公式可以求出时间间隔的大小,结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小;利用平均速度公式可以求出B点竖直方向的分速度的大小,结合速度的合成可以求出B点瞬时速度的大小。
【答案】不必须;必须;不可以
【解析】【解答】本实验的注意事项:斜槽轨道不需要光滑,只需保证每次从同一个位置下落且斜槽轨道末端必须水平,地面上的白纸是用来记录落地时的位置,所以地面上的白纸不可以移动。
【分析】本题注意考查该实验的注意事项,根据实验注意事项进行分析判断即可。
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