5.3实验：探究平抛运动的特点——高一物理人教版（2019）必修二课堂速测（含解析）
文档属性
| 名称 | 5.3实验：探究平抛运动的特点——高一物理人教版（2019）必修二课堂速测（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 184.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-09-20 16:19:16 | ||
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文档简介
5.3实验：探究平抛运动的特点——高一物理人教版（2019）必修二课堂速测
【基础知识整合】
一、实验原理
1.利用描点法逐点描出小球运动的轨迹。
2.以抛出点为坐标原点建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线。
3.测出轨迹上某点的坐标x、y，根据得初速度。
二、实验器材
斜槽、小球、方木板、坐标纸、图钉、重锤、细线、铅笔、刻度尺等。
三、实验步骤
1.安装调整
（1）将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，使其末端伸出桌面轨道末端切线水平。
（点拨：将小球经放在斜挎平直部分末端处，使小球在平直轨道上任意位置静止，则说明轨道末端水平。）
（2）用图钉将坐标纸固定于方木板上，把木板调整到竖直位置，使固定有坐标纸的板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近。
（点拨：小球在运动过程中靠近木极但不接触。）
2.建坐标系：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道未端)时球心在本板上的投影点O，O点即坐标原点，利用重线画出过坐标愿点的竖真线，将其作为y轴；画出过0点且水平向右(与y轴垂直)的直线，将其作为x轴。
3.确定小球轨迹
（1）小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球轨迹在某一x值处的y值。
（2）让小球由同一位置由静止滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球球心通过的位置，并在坐标纸上记下该点。
（3）用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。
4.描点得轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，得到小球做平抛运动的轨迹。
四、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线
在x轴上取等距的几个点，向下作垂线，垂线与运动轨迹的交点记为，用刻度尺测量得出各交点的坐标（）。
（1）代数计算法：任取一点，如点，将其坐标()代人求出常量a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各交点的坐标都近似成立，则说明所描绘的曲线为抛物线。
（2）图像法：根据所测量的各个交点的x坐标值计算出对应的值，以y为纵轴，以为横轴，建立坐标系，并在新坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，若大致在一条直线上，则说明平抛运动的轨迹是抛物线。
2.计算初速度
小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的6个点一一A、B、C、D、E、F，用刻度尺测出它们的坐标()，并记录在下面的表格中。已知g值，利用公式和，求出小球做平抛运动的初速度，最后算出的平均值。
A B C D E F
的平均值/
【课堂考点速测】
1.飞行员驾驶飞机进行投掷炸弹训练，目的是营造实战环境，提高飞行员战术水平，熟悉武器装备性能，实现人与装备的最佳融合.某次训练飞机在高空中水平匀速飞行时投下炸弹，如图所示，忽略空气阻力对炸弹的影响.关于炸弹在离开飞机后的运动过程，下列说法正确的是( )
A.地面上的观察员看到炸弹做自由落体运动
B.地面上的观察员看到炸弹沿斜下方做匀速直线运动
C.地面上的观察员看到炸弹做平抛运动
D.飞机上的观察员看到炸弹做平抛运动
2.在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置，以下操作合理的是( )
A.选用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看两球是否同时落地
B.选用图乙装置并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面
C.选用图丙装置并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D.除上述装置外，还可以用数码相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像以获得平抛运动的轨迹
3.如图所示，一小球以的速度水平抛出，在落地前经过空中两点，在A点小球速度方向与水平面的夹角为37°，在B点小球速度方向与水平面的夹角为53°。空气阻力忽略不计，取。以下判断正确的是( )
A.小球在A点的竖直分速度大小为15 m/s
B.小球在B点的竖直分速度大小为16 m/s
C.小球从A点运动到B点用时0.7 s
D.两点间的水平距离为8.75 m
4.在做“研究平抛运动特点”的实验时，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，实验装置如图所示.
（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.重垂线 B.停表 C.弹簧测力计 D.天平
（2）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端是否水平，请简述你的检查方法：_________.
（3）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.实验前要检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球做平抛运动所在的竖直平面要靠近木板但不接触
（4）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.
5.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.g取.
（1）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，是为了使每次平抛______.
（2）图乙是正确实验获得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______m/s.
（3）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，小球在B点的竖直分速度为______m/s.
答案以及解析
1.答案：C
解析：由于炸弹与飞机具有相同的水平速度，所以飞机上的观察员看到炸弹在空中排成一条竖直线；地面上的观察员看来，炸弹做平抛运动.故选C.
2.答案：BD
解析：题图甲小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A错误；题图乙竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，若A低于水面，则出水口上端与A处压强差恒定，出水口的压强不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；题图丙只有每次从同一高度由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得每秒15帧的录像与做平抛运动实验时描方格图的方法类似，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确。
3.答案：BC
解析：小球在A点的竖直分速度大小为，故A错误；小球在B点的竖直分速度大小为，故B正确；小球从A点运动到B点用时，故C正确；两点间的水平距离为，故D错误。
4.答案：（1）A（2）将小球放在斜槽末端的任意位置，小球静止不动，则斜槽末端水平（3）BCD（4）C
解析：（1）实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要的是重垂线.故选A.
（2）检查斜槽末端是否水平的方法是，将小球放在斜槽末端的任意位置，小球静止不动，则斜槽末端水平.
（3）小球释放的初始位置并非越高越好，若是太高，则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；小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速运动，为了正确描绘并便于分析其轨迹，必须使坐标纸上的竖线是竖直的，故C正确；实验要求小球做平抛运动时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故D正确.
（4）斜槽末端是水平的，小球离开斜槽末端后做平抛运动，将其分解为水平方向和竖直方向的分运动，故坐标纸应该竖直放置，坐标横轴应与斜槽末端相切，坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影点重合，故C正确，A、B、D错误.
5、
（1）答案：水平；初速度相同
解析：为了保证小球水平飞出，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使每次平抛的初速度相同.
（2）答案：1.6
解析：由于O为抛出点，根据平抛运动规律有，，联立可得.
（3）答案：1.47；1.96
解析：由题图丙可知，小球由和由所用的时间相等，竖直方向有，可得，根据，可得该小球做平抛运动的初速度为，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段过程的平均速度可知，小球在B点的竖直分速度为.
【基础知识整合】
一、实验原理
1.利用描点法逐点描出小球运动的轨迹。
2.以抛出点为坐标原点建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线。
3.测出轨迹上某点的坐标x、y，根据得初速度。
二、实验器材
斜槽、小球、方木板、坐标纸、图钉、重锤、细线、铅笔、刻度尺等。
三、实验步骤
1.安装调整
（1）将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，使其末端伸出桌面轨道末端切线水平。
（点拨：将小球经放在斜挎平直部分末端处，使小球在平直轨道上任意位置静止，则说明轨道末端水平。）
（2）用图钉将坐标纸固定于方木板上，把木板调整到竖直位置，使固定有坐标纸的板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近。
（点拨：小球在运动过程中靠近木极但不接触。）
2.建坐标系：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道未端)时球心在本板上的投影点O，O点即坐标原点，利用重线画出过坐标愿点的竖真线，将其作为y轴；画出过0点且水平向右(与y轴垂直)的直线，将其作为x轴。
3.确定小球轨迹
（1）小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球轨迹在某一x值处的y值。
（2）让小球由同一位置由静止滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球球心通过的位置，并在坐标纸上记下该点。
（3）用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。
4.描点得轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，得到小球做平抛运动的轨迹。
四、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线
在x轴上取等距的几个点，向下作垂线，垂线与运动轨迹的交点记为，用刻度尺测量得出各交点的坐标（）。
（1）代数计算法：任取一点，如点，将其坐标()代人求出常量a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各交点的坐标都近似成立，则说明所描绘的曲线为抛物线。
（2）图像法：根据所测量的各个交点的x坐标值计算出对应的值，以y为纵轴，以为横轴，建立坐标系，并在新坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，若大致在一条直线上，则说明平抛运动的轨迹是抛物线。
2.计算初速度
小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的6个点一一A、B、C、D、E、F，用刻度尺测出它们的坐标()，并记录在下面的表格中。已知g值，利用公式和，求出小球做平抛运动的初速度，最后算出的平均值。
A B C D E F
的平均值/
【课堂考点速测】
1.飞行员驾驶飞机进行投掷炸弹训练，目的是营造实战环境，提高飞行员战术水平，熟悉武器装备性能，实现人与装备的最佳融合.某次训练飞机在高空中水平匀速飞行时投下炸弹，如图所示，忽略空气阻力对炸弹的影响.关于炸弹在离开飞机后的运动过程，下列说法正确的是( )
A.地面上的观察员看到炸弹做自由落体运动
B.地面上的观察员看到炸弹沿斜下方做匀速直线运动
C.地面上的观察员看到炸弹做平抛运动
D.飞机上的观察员看到炸弹做平抛运动
2.在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置，以下操作合理的是( )
A.选用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看两球是否同时落地
B.选用图乙装置并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面
C.选用图丙装置并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D.除上述装置外，还可以用数码相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像以获得平抛运动的轨迹
3.如图所示，一小球以的速度水平抛出，在落地前经过空中两点，在A点小球速度方向与水平面的夹角为37°，在B点小球速度方向与水平面的夹角为53°。空气阻力忽略不计，取。以下判断正确的是( )
A.小球在A点的竖直分速度大小为15 m/s
B.小球在B点的竖直分速度大小为16 m/s
C.小球从A点运动到B点用时0.7 s
D.两点间的水平距离为8.75 m
4.在做“研究平抛运动特点”的实验时，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，实验装置如图所示.
（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.重垂线 B.停表 C.弹簧测力计 D.天平
（2）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端是否水平，请简述你的检查方法：_________.
（3）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.实验前要检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球做平抛运动所在的竖直平面要靠近木板但不接触
（4）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.
5.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.g取.
（1）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，是为了使每次平抛______.
（2）图乙是正确实验获得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______m/s.
（3）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，小球在B点的竖直分速度为______m/s.
答案以及解析
1.答案：C
解析：由于炸弹与飞机具有相同的水平速度，所以飞机上的观察员看到炸弹在空中排成一条竖直线；地面上的观察员看来，炸弹做平抛运动.故选C.
2.答案：BD
解析：题图甲小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A错误；题图乙竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，若A低于水面，则出水口上端与A处压强差恒定，出水口的压强不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；题图丙只有每次从同一高度由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得每秒15帧的录像与做平抛运动实验时描方格图的方法类似，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确。
3.答案：BC
解析：小球在A点的竖直分速度大小为，故A错误；小球在B点的竖直分速度大小为，故B正确；小球从A点运动到B点用时，故C正确；两点间的水平距离为，故D错误。
4.答案：（1）A（2）将小球放在斜槽末端的任意位置，小球静止不动，则斜槽末端水平（3）BCD（4）C
解析：（1）实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要的是重垂线.故选A.
（2）检查斜槽末端是否水平的方法是，将小球放在斜槽末端的任意位置，小球静止不动，则斜槽末端水平.
（3）小球释放的初始位置并非越高越好，若是太高，则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；小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速运动，为了正确描绘并便于分析其轨迹，必须使坐标纸上的竖线是竖直的，故C正确；实验要求小球做平抛运动时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故D正确.
（4）斜槽末端是水平的，小球离开斜槽末端后做平抛运动，将其分解为水平方向和竖直方向的分运动，故坐标纸应该竖直放置，坐标横轴应与斜槽末端相切，坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影点重合，故C正确，A、B、D错误.
5、
（1）答案：水平；初速度相同
解析：为了保证小球水平飞出，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使每次平抛的初速度相同.
（2）答案：1.6
解析：由于O为抛出点，根据平抛运动规律有，，联立可得.
（3）答案：1.47；1.96
解析：由题图丙可知，小球由和由所用的时间相等，竖直方向有，可得，根据，可得该小球做平抛运动的初速度为，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段过程的平均速度可知，小球在B点的竖直分速度为.