高中物理第五章实验：研究平抛运动巩固训练新人教版必修2
文档属性
| 名称 | 高中物理第五章实验：研究平抛运动巩固训练新人教版必修2 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 168.7KB | ||
| 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 | 2018-09-02 13:28:18 | ||
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文档简介
第五章 实验：研究平抛运动
【巩固练习】
一、选择题：
1、研究平抛物体的运动在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是( )
A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小球飞出时，初速度水平
C．保证小球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小球运动的轨道是一条抛物线
2、用描迹法探究平抛运动的规律时，应选用下列各组器材中的哪一组（ )
A．铁架台，方木板，游标卡尺，斜槽和小球，秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
B．铁架台，方木板，斜槽和小球，天平和秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
C．铁架台，方木板，斜槽和小球，千分尺和秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
D．铁架台，方木板，游标卡尺，斜槽和小球，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
3、平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动；②竖直方向做自由落体运动，为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤击打金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．这个实验说明( )
A．做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
B．做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
C．A、B项中所述都能说明
D．A、B项中所述都不能说明
二、填空题：
1、“研究平抛物体的运动”实验中，为了描出物体的运动轨迹，实验应有下列各个步骤：
A．以O为原点，画出与y轴相垂直的水平方向x轴．
B．把事先做好的有缺口的纸片用手按在竖直木板上，使它由斜槽上滚下，抛出的小球正好从纸片的缺口中通过，用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置．
C．每次都使小球从斜槽上固定的标识位置开始滚下，用同样的方法描出小球经过的一系列位置，并用平滑的曲线把它们连接起来，这样就描出了小球做平抛运动的轨迹．
D．用图钉把白纸钉在竖直木板上，并在木板的左上角固定好斜槽．
E．把斜槽末端距离一个小球半径处定为O点，在白纸上把O点描下来，利用重垂线在白纸上画出过O点向下的竖直线，定为y轴．
在上述实验步骤中，缺少的步骤F是________________________________；
正确的实验步骤顺序是___________________________________________．
2、一农用水泵的出水管是水平的．当水泵工作时，水流从整个水管中流出．现给你一个钢卷尺和游标卡尺，进行必要的测量估算出水泵的流量．需测量的物理量是①________、②________、③________，计算流量的表达式Q＝________．
3、如图所示为利用闪光照相研究平抛运动的示意图，小球A由斜槽滚下，离开斜槽末端时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B也同时下落，闪光频率为10 Hz的闪光器拍摄的照片中B球有四个像，像间距离已在图中标出，单位为cm，两球恰在位置4相碰，则A球离开斜槽末端时的速度大小为________．(g取10 m/s2)
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________．
①游标卡尺 ②秒表 ③坐标纸 ④天平 ⑤弹簧测力计 ⑥重垂线
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．斜槽轨道末端可以不水平
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
E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来为确定斜槽末端小球重心所在的位置点O，需用游标卡尺测出小球的半径R；
5、某同学用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图2所示，图中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，P1，P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．
图1 图2
完成下列填空：(重力加速度g取9.8m/s2)
(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3，从图中可读出|y1-y2|＝_____m，|y1-y3|＝________m，|x 1-x 2|＝________m(保留两位小数)．
(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动．利用(1)中读取的数据，求出小球从P1运动到P2所用的时间为________s，小球抛出后的水平速度为________m/s．
【答案与解析】
一、选择题：
1、B
解析：平抛运动初速度的大小不是由斜槽末端是否水平决定的，而是由小球释放点到斜槽水平端的竖直高度决定的，故A不正确；研究平抛物体的运动，旨在弄清物体在水平和竖直两个方向上怎样运动，必须保证小球抛出时的速度是水平的，并非要研究小球在空中运动的时间，故B正确，C不正确；无论小球飞出的初速度是水平还是倾斜的，其运动轨迹都是一条抛物线，故D不正确．
2、D
解析：用描迹法探究平抛运动的规律时，首先确定小球做平抛运动的起点(点O)，并以点O为原点在竖直面内建立水平和竖直两个方向的直角坐标系，以确定物体在不同位置时的坐标，然后根据物体在竖直方向位移随时间的关系，确定在竖直方向上的运动情况，要达到这一目的，除了描出平抛物体的运动轨迹外，还必须要用游标卡尺测出小球的半径，并用重垂线确定竖直方向．本实验无需知道小球的质量和运动时间，故应选用D中所列器材．
3、A
解析：因金属片受到小锤的击打，向前推动小球A，使A球做平抛运动，同时小球B从孔中自由落下，做自由落体运动，A、B两球同时落地．A球的水平初速度并不影响A球在竖直方向上的运动，说明了两球在竖直方向上具有相同的运动规律，故选A．
二、填空题：
1、调整斜槽，使放在斜槽末端的小球可停留在任何位置，说明斜槽末端切线已水平
D、F、E、A、B、C
2、①水柱的水平位移x ②水柱的竖直位移y ③管口的直径D
解析：水泵的流量指的是单位时间内流出的水的体积．为此，需知道水的流速v0，v0可以利用平抛运动的知识求出．因此只要测出水柱的水平位移x和竖直位移y及管口的直径D，就可以算出流量Q．x、y可以用钢卷尺测量，管口直径D可以用游标卡尺测量．
根据平抛运动的规律，有
， ①
， ②
由①②式解得水的流速为
．
管的横截面积为 ．
水泵的流量为 ．
3、1 m/s
解析：由平抛运动规律知：A球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，利用运动的等时性原理，由竖直方向上的自由落体运动可求得运动时间t＝0.3s，水平方向对A球：x＝v0t，故v0＝1 m/s．
4、①③⑥ A、D
解析：本题考查的是仪器的选择和实验的注意事项．实验还需要的器材是游标卡尺、坐标纸和重垂线，为确定斜槽末端小球重心所在的位置点O，需用游标卡尺测出小球的半径R；描出的轨迹在坐标纸上，方便数据处理；重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标．
做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动，使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描画小球的运动轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点可舍去．故A、D正确．
5、(1)0.61 1.61 0.60 (2)0.20 3.0
解析：(1)由题中图可知P1、P2的竖直间隔为6个小格多一点，因此|y1-y2|＝0.61m．
P1、P3的竖直间隔为16个小格多一点，因此|y1-y3|＝1.61 m．
P1、P2的水平间隔为6个小格，因此|x1-x2|＝0.60 m．
(2)由于P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等，所以P1到P2的时间与P2到P3的时间相等，设为t．根据物体在竖直方向做匀变速直线运动，有|y3-y2|-|y2-y1|＝gt2．
代入数据得t＝0.20 s．
小球抛出后的水平速度为 m/s＝3.0 m/s．
【巩固练习】
一、选择题：
1、研究平抛物体的运动在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是( )
A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小球飞出时，初速度水平
C．保证小球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小球运动的轨道是一条抛物线
2、用描迹法探究平抛运动的规律时，应选用下列各组器材中的哪一组（ )
A．铁架台，方木板，游标卡尺，斜槽和小球，秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
B．铁架台，方木板，斜槽和小球，天平和秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
C．铁架台，方木板，斜槽和小球，千分尺和秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
D．铁架台，方木板，游标卡尺，斜槽和小球，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
3、平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动；②竖直方向做自由落体运动，为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤击打金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．这个实验说明( )
A．做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
B．做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
C．A、B项中所述都能说明
D．A、B项中所述都不能说明
二、填空题：
1、“研究平抛物体的运动”实验中，为了描出物体的运动轨迹，实验应有下列各个步骤：
A．以O为原点，画出与y轴相垂直的水平方向x轴．
B．把事先做好的有缺口的纸片用手按在竖直木板上，使它由斜槽上滚下，抛出的小球正好从纸片的缺口中通过，用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置．
C．每次都使小球从斜槽上固定的标识位置开始滚下，用同样的方法描出小球经过的一系列位置，并用平滑的曲线把它们连接起来，这样就描出了小球做平抛运动的轨迹．
D．用图钉把白纸钉在竖直木板上，并在木板的左上角固定好斜槽．
E．把斜槽末端距离一个小球半径处定为O点，在白纸上把O点描下来，利用重垂线在白纸上画出过O点向下的竖直线，定为y轴．
在上述实验步骤中，缺少的步骤F是________________________________；
正确的实验步骤顺序是___________________________________________．
2、一农用水泵的出水管是水平的．当水泵工作时，水流从整个水管中流出．现给你一个钢卷尺和游标卡尺，进行必要的测量估算出水泵的流量．需测量的物理量是①________、②________、③________，计算流量的表达式Q＝________．
3、如图所示为利用闪光照相研究平抛运动的示意图，小球A由斜槽滚下，离开斜槽末端时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B也同时下落，闪光频率为10 Hz的闪光器拍摄的照片中B球有四个像，像间距离已在图中标出，单位为cm，两球恰在位置4相碰，则A球离开斜槽末端时的速度大小为________．(g取10 m/s2)
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________．
①游标卡尺 ②秒表 ③坐标纸 ④天平 ⑤弹簧测力计 ⑥重垂线
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．斜槽轨道末端可以不水平
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
E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来为确定斜槽末端小球重心所在的位置点O，需用游标卡尺测出小球的半径R；
5、某同学用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图2所示，图中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，P1，P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等．
图1 图2
完成下列填空：(重力加速度g取9.8m/s2)
(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3，从图中可读出|y1-y2|＝_____m，|y1-y3|＝________m，|x 1-x 2|＝________m(保留两位小数)．
(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动．利用(1)中读取的数据，求出小球从P1运动到P2所用的时间为________s，小球抛出后的水平速度为________m/s．
【答案与解析】
一、选择题：
1、B
解析：平抛运动初速度的大小不是由斜槽末端是否水平决定的，而是由小球释放点到斜槽水平端的竖直高度决定的，故A不正确；研究平抛物体的运动，旨在弄清物体在水平和竖直两个方向上怎样运动，必须保证小球抛出时的速度是水平的，并非要研究小球在空中运动的时间，故B正确，C不正确；无论小球飞出的初速度是水平还是倾斜的，其运动轨迹都是一条抛物线，故D不正确．
2、D
解析：用描迹法探究平抛运动的规律时，首先确定小球做平抛运动的起点(点O)，并以点O为原点在竖直面内建立水平和竖直两个方向的直角坐标系，以确定物体在不同位置时的坐标，然后根据物体在竖直方向位移随时间的关系，确定在竖直方向上的运动情况，要达到这一目的，除了描出平抛物体的运动轨迹外，还必须要用游标卡尺测出小球的半径，并用重垂线确定竖直方向．本实验无需知道小球的质量和运动时间，故应选用D中所列器材．
3、A
解析：因金属片受到小锤的击打，向前推动小球A，使A球做平抛运动，同时小球B从孔中自由落下，做自由落体运动，A、B两球同时落地．A球的水平初速度并不影响A球在竖直方向上的运动，说明了两球在竖直方向上具有相同的运动规律，故选A．
二、填空题：
1、调整斜槽，使放在斜槽末端的小球可停留在任何位置，说明斜槽末端切线已水平
D、F、E、A、B、C
2、①水柱的水平位移x ②水柱的竖直位移y ③管口的直径D
解析：水泵的流量指的是单位时间内流出的水的体积．为此，需知道水的流速v0，v0可以利用平抛运动的知识求出．因此只要测出水柱的水平位移x和竖直位移y及管口的直径D，就可以算出流量Q．x、y可以用钢卷尺测量，管口直径D可以用游标卡尺测量．
根据平抛运动的规律，有
， ①
， ②
由①②式解得水的流速为
．
管的横截面积为 ．
水泵的流量为 ．
3、1 m/s
解析：由平抛运动规律知：A球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，利用运动的等时性原理，由竖直方向上的自由落体运动可求得运动时间t＝0.3s，水平方向对A球：x＝v0t，故v0＝1 m/s．
4、①③⑥ A、D
解析：本题考查的是仪器的选择和实验的注意事项．实验还需要的器材是游标卡尺、坐标纸和重垂线，为确定斜槽末端小球重心所在的位置点O，需用游标卡尺测出小球的半径R；描出的轨迹在坐标纸上，方便数据处理；重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标．
做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动，使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描画小球的运动轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点可舍去．故A、D正确．
5、(1)0.61 1.61 0.60 (2)0.20 3.0
解析：(1)由题中图可知P1、P2的竖直间隔为6个小格多一点，因此|y1-y2|＝0.61m．
P1、P3的竖直间隔为16个小格多一点，因此|y1-y3|＝1.61 m．
P1、P2的水平间隔为6个小格，因此|x1-x2|＝0.60 m．
(2)由于P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等，所以P1到P2的时间与P2到P3的时间相等，设为t．根据物体在竖直方向做匀变速直线运动，有|y3-y2|-|y2-y1|＝gt2．
代入数据得t＝0.20 s．
小球抛出后的水平速度为 m/s＝3.0 m/s．