2018年高一物理暑假作业专题03+实验：研究平抛运动
文档属性
| 名称 | 2018年高一物理暑假作业专题03+实验：研究平抛运动 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 164.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-08-20 13:46:35 | ||
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文档简介
3.实验：研究平抛运动
第I卷
一、选择题，本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里
1．为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：
序号
抛出点的高度/m
水平初速度/（m·s－1）
水平射程/m
1
0．20
2
0．40
2
0．20
3
0．60
3
0．45
2
0．60
4
0．45
4
1．2
5
0．80
2
0．8
6
0．80
6
2．4
以下探究方案符合控制变量法的是（ ）
A．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
B．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
C．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
D．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
2．某物理实验小组利用如图所示装置测量小球做平抛运动的初速度。在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点处的重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上，则利用小球在刻度尺上的落点位置，就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度。下列各图表示四位同学在刻度尺旁边分别制作出的速度标尺（图中P点为重锤的投影位置），其中可能正确的是（ ）
3．某学生在做“研究平抛运动”的实验中，描出了如图所示的几个实验点，其中偏差较大的实验点B出现的原因可能是（ ）
A．小球滚下的高度较其他各次高 B．小球滚下的高度较其他各次低
C．小球滚下时具有一定的初速度 D．以上说法均有可能
4．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，下列器材中还需要的是（ ）
A．重垂线 B．停表
C．坐标纸或白纸 D．天平
5．在做“研究平抛运动”的实验时，下列说法正确的是（ ）
A．安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直
B．安装有斜槽的木板时，只需注意小球不和木板发生摩擦
C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D．实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律
6．在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是（ ）
A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地
B．选用装置图乙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．选用装置图丙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，还可以用数码照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
7．在“研究平抛物体的运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置是（设小球半径为r）（ ）
A．斜槽口末端O点
B．小球在槽口时,球心在木板上的投影点
C．槽口O点正前方r处
D．小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处
8．下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大（ ）
A．小球与斜槽之间有摩擦
B．安装斜槽时其末端不水平
C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远
第II卷
二、非选择题：本题共4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
9．某同学通过实验描迹得到平抛运动轨迹上A、B、C三点（如图所示），其坐标标记如图，坐标原点O为抛出点，y轴竖直向下，其中________点的位置或坐标的测量有明显的错误，请根据你认为正确的数据算出小球平抛的初速度v＝________ m/s（结果保留三位有效数字，g取10 m/s2）。
10．如图所示，用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利用该实验器，一方面能测弹簧的劲度系数，另一方面可测量小球做平抛运动的初速度。
（1）用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________________和________________，然后由公式____________求出k的平均值。
（2）使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端压到________（填“同一”或“不同”）位置。然后分别测出小球几次飞出后的________________和________________，再由公式________________求出初速度的平均值。
11．在“研究平抛物体的运动”的实验中：
（1）为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是_____________。
（2）小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定的。
（3）某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是_______________。
（4）该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为（x，y），则初速度的测量值为_____________，测量值比真实值要________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（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，是为了每次平抛________。
（2）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取9．8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5 cm，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取10m/s2）
参考答案
1．A
【解析】若探究水平射程与高度的关系，应保证物体平抛运动的初速度不变，改变下落高度，选项A正确，B错误；若探究水平射程与初速度的关系，应保证平抛运动的下落高度不变，改变初速度，选用的数据可以是1、2的实验数据或3、4的实验数据或5、6的实验数据，选项C、D错误。
2．A
【解析】设小球做平抛运动的竖直高度为h，由h＝gt2，得t＝；在水平方向有x＝v0t，即平抛运动的水平位移x＝v0，可见x与v0成正比，在速度标尺上的速度值应该是均匀分布的，选项A正确。
3．B
【解析】小球滚下的高度越低，其做平抛运动的初速度越小，其轨迹线越陡，越靠近y轴，所以可能原因为B。
4．AC
【解析】在研究平抛运动的实验中，用重垂线可画出过坐标原点的竖直线；利用坐标纸上记下的一系列点，用平滑曲线连起来，可得到小球平抛运动轨迹，而停表和天平则没有用到，所以选A、C。
5．ACD
【解析】安装有斜槽的木板时，必须使斜槽末端切线水平，使木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出小球的运动轨迹，A正确，B错误；小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球初速度不变，C正确；由实验目的可知，D正确。
6．BD
【解析】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不合理；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，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；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帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确。
7．BD
【解析】小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,而是球的球心在槽口上方时,球心在板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的位置高一些,确定该投影点的位置用选项B、D的说法即可。
8．BC
【解析】从本实验的实验目的来看，就是要“描出平抛物体的运动轨迹，并求出平抛物体的初速度”。斜槽虽然有摩擦，但只要保证小球每次从同一位置滚下，到达斜槽末端做平抛运动的初速度相同，就不会对实验结果产生影响；斜槽末端切线方向不水平，小球做的不是平抛运动，将造成较大误差；坐标原点应建在斜槽末端端口上方等于小球半径处；由y＝gt2和x＝v0t得，v0＝x·，其中x、y均是由刻度尺进行测量的，计算点距抛出点O点适当远些，x、y值就较大，误差较小。综上所述，应选B、C。
9．B 1．00
【解析】平抛运动的物体，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，图中水平坐标正确，但竖直方向B的坐标应为20 cm。由竖直下落的高度可求得每个时间间隔为0．10 s，故水平方向的速度为v＝ m/s＝1．00 m/s，即初速度为1．00 m/s。
10．（1）弹簧测力计的示数F 弹簧的伸长量Δx k＝
（2）同一 水平位移x 竖直高度y v0＝x
【解析】（1）根据胡克定律F＝kΔx，可得k＝。弹簧的劲度系数可由弹簧的伸长量（或压缩量）和弹力计算。
（2）本实验是利用平抛运动测小球初速度,因此弹簧每次都要压到同一位置,使小球平抛的初速度恒定;物体做平抛运动时，水平方向上有x＝v0t；竖直方向上有y＝gt2。联立解得v0＝x。
11．（1）将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止
（2）重垂线
（3）坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点
（4）v0＝x 偏大
【解析】（1）利用平衡法，即将小球放到斜槽末端任一位置，如果斜槽末端是水平的，小球受到的支持力和重力是平衡的。小球不会滚动；（2）用重锤来确定竖直线最准确；（3）描绘的小球的运动轨迹时应是描绘球心的位置，因此坐标原点应在平抛起点的球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点；（4）根据x＝v0t，y＝gt2，两式联立得：v0＝x，因为坐标原点靠下，造成y值偏小，从而v0偏大。
12．（1）水平 初速度相同 （2）1．6 （3）1．5 2．0
【解析】（1）平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平，为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放。
（2）由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：
x=v0t
y=gt2
将x=32cm，y=19．6cm，代入解得：v0=1．6m/s。
（3）由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有：
Δy=gT2，由图可知Δy=2L=10cm，代入解得：
T== s =0．1s，
x=v0T，将x=3L=15cm，代入解得：
v0== m/s =1．5 m/s，
竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
vBy=== m/s =2 m/s。
第I卷
一、选择题，本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里
1．为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：
序号
抛出点的高度/m
水平初速度/（m·s－1）
水平射程/m
1
0．20
2
0．40
2
0．20
3
0．60
3
0．45
2
0．60
4
0．45
4
1．2
5
0．80
2
0．8
6
0．80
6
2．4
以下探究方案符合控制变量法的是（ ）
A．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
B．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
C．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
D．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
2．某物理实验小组利用如图所示装置测量小球做平抛运动的初速度。在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点处的重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上，则利用小球在刻度尺上的落点位置，就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度。下列各图表示四位同学在刻度尺旁边分别制作出的速度标尺（图中P点为重锤的投影位置），其中可能正确的是（ ）
3．某学生在做“研究平抛运动”的实验中，描出了如图所示的几个实验点，其中偏差较大的实验点B出现的原因可能是（ ）
A．小球滚下的高度较其他各次高 B．小球滚下的高度较其他各次低
C．小球滚下时具有一定的初速度 D．以上说法均有可能
4．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，下列器材中还需要的是（ ）
A．重垂线 B．停表
C．坐标纸或白纸 D．天平
5．在做“研究平抛运动”的实验时，下列说法正确的是（ ）
A．安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直
B．安装有斜槽的木板时，只需注意小球不和木板发生摩擦
C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D．实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律
6．在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是（ ）
A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地
B．选用装置图乙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．选用装置图丙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，还可以用数码照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
7．在“研究平抛物体的运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置是（设小球半径为r）（ ）
A．斜槽口末端O点
B．小球在槽口时,球心在木板上的投影点
C．槽口O点正前方r处
D．小球放在槽口末端时,过小球最高点的水平线与槽口的竖直线的交点正下方r处
8．下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大（ ）
A．小球与斜槽之间有摩擦
B．安装斜槽时其末端不水平
C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远
第II卷
二、非选择题：本题共4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
9．某同学通过实验描迹得到平抛运动轨迹上A、B、C三点（如图所示），其坐标标记如图，坐标原点O为抛出点，y轴竖直向下，其中________点的位置或坐标的测量有明显的错误，请根据你认为正确的数据算出小球平抛的初速度v＝________ m/s（结果保留三位有效数字，g取10 m/s2）。
10．如图所示，用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利用该实验器，一方面能测弹簧的劲度系数，另一方面可测量小球做平抛运动的初速度。
（1）用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________________和________________，然后由公式____________求出k的平均值。
（2）使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端压到________（填“同一”或“不同”）位置。然后分别测出小球几次飞出后的________________和________________，再由公式________________求出初速度的平均值。
11．在“研究平抛物体的运动”的实验中：
（1）为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是_____________。
（2）小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定的。
（3）某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是_______________。
（4）该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为（x，y），则初速度的测量值为_____________，测量值比真实值要________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（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，是为了每次平抛________。
（2）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取9．8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5 cm，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取10m/s2）
参考答案
1．A
【解析】若探究水平射程与高度的关系，应保证物体平抛运动的初速度不变，改变下落高度，选项A正确，B错误；若探究水平射程与初速度的关系，应保证平抛运动的下落高度不变，改变初速度，选用的数据可以是1、2的实验数据或3、4的实验数据或5、6的实验数据，选项C、D错误。
2．A
【解析】设小球做平抛运动的竖直高度为h，由h＝gt2，得t＝；在水平方向有x＝v0t，即平抛运动的水平位移x＝v0，可见x与v0成正比，在速度标尺上的速度值应该是均匀分布的，选项A正确。
3．B
【解析】小球滚下的高度越低，其做平抛运动的初速度越小，其轨迹线越陡，越靠近y轴，所以可能原因为B。
4．AC
【解析】在研究平抛运动的实验中，用重垂线可画出过坐标原点的竖直线；利用坐标纸上记下的一系列点，用平滑曲线连起来，可得到小球平抛运动轨迹，而停表和天平则没有用到，所以选A、C。
5．ACD
【解析】安装有斜槽的木板时，必须使斜槽末端切线水平，使木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出小球的运动轨迹，A正确，B错误；小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球初速度不变，C正确；由实验目的可知，D正确。
6．BD
【解析】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不合理；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，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；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帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确。
7．BD
【解析】小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,而是球的球心在槽口上方时,球心在板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的位置高一些,确定该投影点的位置用选项B、D的说法即可。
8．BC
【解析】从本实验的实验目的来看，就是要“描出平抛物体的运动轨迹，并求出平抛物体的初速度”。斜槽虽然有摩擦，但只要保证小球每次从同一位置滚下，到达斜槽末端做平抛运动的初速度相同，就不会对实验结果产生影响；斜槽末端切线方向不水平，小球做的不是平抛运动，将造成较大误差；坐标原点应建在斜槽末端端口上方等于小球半径处；由y＝gt2和x＝v0t得，v0＝x·，其中x、y均是由刻度尺进行测量的，计算点距抛出点O点适当远些，x、y值就较大，误差较小。综上所述，应选B、C。
9．B 1．00
【解析】平抛运动的物体，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，图中水平坐标正确，但竖直方向B的坐标应为20 cm。由竖直下落的高度可求得每个时间间隔为0．10 s，故水平方向的速度为v＝ m/s＝1．00 m/s，即初速度为1．00 m/s。
10．（1）弹簧测力计的示数F 弹簧的伸长量Δx k＝
（2）同一 水平位移x 竖直高度y v0＝x
【解析】（1）根据胡克定律F＝kΔx，可得k＝。弹簧的劲度系数可由弹簧的伸长量（或压缩量）和弹力计算。
（2）本实验是利用平抛运动测小球初速度,因此弹簧每次都要压到同一位置,使小球平抛的初速度恒定;物体做平抛运动时，水平方向上有x＝v0t；竖直方向上有y＝gt2。联立解得v0＝x。
11．（1）将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止
（2）重垂线
（3）坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点
（4）v0＝x 偏大
【解析】（1）利用平衡法，即将小球放到斜槽末端任一位置，如果斜槽末端是水平的，小球受到的支持力和重力是平衡的。小球不会滚动；（2）用重锤来确定竖直线最准确；（3）描绘的小球的运动轨迹时应是描绘球心的位置，因此坐标原点应在平抛起点的球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点；（4）根据x＝v0t，y＝gt2，两式联立得：v0＝x，因为坐标原点靠下，造成y值偏小，从而v0偏大。
12．（1）水平 初速度相同 （2）1．6 （3）1．5 2．0
【解析】（1）平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平，为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放。
（2）由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：
x=v0t
y=gt2
将x=32cm，y=19．6cm，代入解得：v0=1．6m/s。
（3）由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有：
Δy=gT2，由图可知Δy=2L=10cm，代入解得：
T== s =0．1s，
x=v0T，将x=3L=15cm，代入解得：
v0== m/s =1．5 m/s，
竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
vBy=== m/s =2 m/s。