5.3 实验：研究平抛运动—人教版高中物理必修二检测
文档属性
| 名称 | 5.3 实验：研究平抛运动—人教版高中物理必修二检测 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 174.5KB | ||
| 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 | 2020-05-22 20:56:24 | ||
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文档简介
第三节实验：研究平抛运动
1.如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开接触开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，该实验现象说明了A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
2.如图所示，在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌面飞出后做平抛运动.用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度(重力加速度为g)( )
A.钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度
B.水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离
C.钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离
D.钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离
3.(多选)假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的频闪照片的一部分.已知照片上方格的实际边长为a，频闪周期为T，据此可以得出( )
A.月球上的重力加速度为
B.小球平抛的初速度为
C.照片上A点一定是平抛的起始位置
D.小球运动到D点时速度大小为
4.用如图所示的装置研究平抛运动，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁球，从轨道A射出的小铁球做平抛运动，从轨道B射出的小铁球做匀速直线运动.板上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D可分别沿轨道A、B移动.在轨道A出口处有一个碰撞开关S，用以控制电磁铁E的电源的通断，电磁铁E可以沿水平杆MN移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A末端射出的小铁球的中心在同一水平线上.
(1)实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，这样做的目的是 ；
A.保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小
B.保证小铁球飞出时，初速度水平
C.保证小铁球在空中运动的时间每次都相等
D.保证小铁球运动的轨迹是一条抛物线
(2)若轨道A、B出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度静止释放，小铁球落在轨道B的P点，将电磁铁E移至P点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P点的是 ；
(3)若轨道A、B出口均水平，调节小铁球3的水平位置多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做 运动.
5.在“研究平抛物体的运动”的实验中：
(1)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.空心小铁球
C.实心小木球 D.以上三种球都可以
(2)高一某班一同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机(每隔相等时间T拍一次照片)拍摄小球在空中的位置.如图所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8 mm，如果取g＝10 m/s2，那么：
①照相机的频闪周期T＝ s；
②小球做平抛运动的水平初速度大小是 m/s.
6.在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动初速度.实验装置如图甲所示.
(1)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：
.
(2)关于这个实验，以下说法正确的是 .
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.实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板
(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示.在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1＝x2＝12.40 cm，取g＝10 m/s2，则小球平抛运动的初速度大小为 m/s.
7.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，是为了保证每次小球平抛 .
(2)图乙是实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 m/s.(g＝9.8 m/s2)
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝5 cm，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s，小球运动到B点的竖直分速度为 m/s，平抛运动初位置的坐标为 (如图丙所示，以O点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，g＝10 m/s2).
答案
1答案 C
2答案 B
解析 钢球沿桌面飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律得y＝gt2，x＝v0t，联立解得v0＝x，故要求出钢球离开水平桌面时的速度，需测量水平桌面的高度y、钢球落地点与桌边的水平距离x，B项正确.
3答案 BC
解析 由频闪照片可知，在竖直方向上，相邻相等时间内小球位移差为2a，由Δy＝gT2可得，月球上的重力加速度g＝，选项A错误；由小球在水平方向上做匀速直线运动可得3a＝v0T，解得v0＝，选项B正确；小球在抛出后第1个T时间内竖直方向位移y1＝gT2＝××T2＝a，所以照片上A点一定是平抛的起始位置，选项C正确；小球运动到D点时竖直速度vy＝g·3T＝×3T＝，水平速度为v0＝，小球运动到D点时速度大小为v＝＝，选项D错误.
4答案 (1)B (2)小铁球1 (3)自由落体
解析 (1)平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时，初速度水平，实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，B正确；
(2)由于轨道A出口向下倾斜，则射出后，小铁球1有竖直方向上的初速度，并且与小铁球3下降的高度相同，而小铁球3竖直方向上的初速度为零，故小铁球1先到达P点；
(3)发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，说明两者在竖直方向上的运动性质相同，故说明小铁球1在竖直方向上做自由落体运动.
5答案 (1)A (2)①0.04 ②0.6
解析 (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，故选实心小铁球，故选项A正确；
(2)①在竖直方向上，根据Δy＝2L＝gT2得：T＝ ＝0.04 s
②小球平抛运动的初速度大小为：v0＝＝0.6 m/s.
6答案 (1)将小球放在槽的末端，看小球能否静止
(2)BCD (3)1.24
7答案 (1)水平 初速度相同
(2)1.2 (3)2.0 2.0 (－0.1 m,0)
解析 (1)平抛物体的初速度方向为水平方向，故应调节实验装置直到斜槽末端切线保持水平；每次让小球从同一位置由静止释放，小球滑下的高度相同才能保证每次平抛得到相同的初速度.
(2)根据平抛运动规律h＝gt2，x＝v0t
代入数据解得v0＝1.2 m/s
(3)由题图丙可知，从A到B和从B到C，小球水平方向通过的位移相等，故两段运动时间相同.
由hBC－hAB＝g(Δt)2
可得Δt＝0.1 s
所以v0＝＝2.0 m/s
vBy＝＝2.0 m/s
则小球从抛出点运动到B点时所经过的时间tB＝＝0.2 s，故平抛运动初位置的水平坐标x＝6×0.05 m－v0tB＝－0.1 m，竖直坐标y＝4×0.05 m－gtB2＝0，所以平抛运动初位置的坐标为(－0.1 m,0).
1.如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开接触开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，该实验现象说明了A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
2.如图所示，在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌面飞出后做平抛运动.用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度(重力加速度为g)( )
A.钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度
B.水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离
C.钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离
D.钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离
3.(多选)假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的频闪照片的一部分.已知照片上方格的实际边长为a，频闪周期为T，据此可以得出( )
A.月球上的重力加速度为
B.小球平抛的初速度为
C.照片上A点一定是平抛的起始位置
D.小球运动到D点时速度大小为
4.用如图所示的装置研究平抛运动，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁球，从轨道A射出的小铁球做平抛运动，从轨道B射出的小铁球做匀速直线运动.板上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D可分别沿轨道A、B移动.在轨道A出口处有一个碰撞开关S，用以控制电磁铁E的电源的通断，电磁铁E可以沿水平杆MN移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A末端射出的小铁球的中心在同一水平线上.
(1)实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，这样做的目的是 ；
A.保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小
B.保证小铁球飞出时，初速度水平
C.保证小铁球在空中运动的时间每次都相等
D.保证小铁球运动的轨迹是一条抛物线
(2)若轨道A、B出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度静止释放，小铁球落在轨道B的P点，将电磁铁E移至P点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P点的是 ；
(3)若轨道A、B出口均水平，调节小铁球3的水平位置多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做 运动.
5.在“研究平抛物体的运动”的实验中：
(1)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.空心小铁球
C.实心小木球 D.以上三种球都可以
(2)高一某班一同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机(每隔相等时间T拍一次照片)拍摄小球在空中的位置.如图所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8 mm，如果取g＝10 m/s2，那么：
①照相机的频闪周期T＝ s；
②小球做平抛运动的水平初速度大小是 m/s.
6.在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动初速度.实验装置如图甲所示.
(1)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：
.
(2)关于这个实验，以下说法正确的是 .
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.实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板
(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示.在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1＝x2＝12.40 cm，取g＝10 m/s2，则小球平抛运动的初速度大小为 m/s.
7.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，是为了保证每次小球平抛 .
(2)图乙是实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 m/s.(g＝9.8 m/s2)
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝5 cm，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s，小球运动到B点的竖直分速度为 m/s，平抛运动初位置的坐标为 (如图丙所示，以O点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，g＝10 m/s2).
答案
1答案 C
2答案 B
解析 钢球沿桌面飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律得y＝gt2，x＝v0t，联立解得v0＝x，故要求出钢球离开水平桌面时的速度，需测量水平桌面的高度y、钢球落地点与桌边的水平距离x，B项正确.
3答案 BC
解析 由频闪照片可知，在竖直方向上，相邻相等时间内小球位移差为2a，由Δy＝gT2可得，月球上的重力加速度g＝，选项A错误；由小球在水平方向上做匀速直线运动可得3a＝v0T，解得v0＝，选项B正确；小球在抛出后第1个T时间内竖直方向位移y1＝gT2＝××T2＝a，所以照片上A点一定是平抛的起始位置，选项C正确；小球运动到D点时竖直速度vy＝g·3T＝×3T＝，水平速度为v0＝，小球运动到D点时速度大小为v＝＝，选项D错误.
4答案 (1)B (2)小铁球1 (3)自由落体
解析 (1)平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时，初速度水平，实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，B正确；
(2)由于轨道A出口向下倾斜，则射出后，小铁球1有竖直方向上的初速度，并且与小铁球3下降的高度相同，而小铁球3竖直方向上的初速度为零，故小铁球1先到达P点；
(3)发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，说明两者在竖直方向上的运动性质相同，故说明小铁球1在竖直方向上做自由落体运动.
5答案 (1)A (2)①0.04 ②0.6
解析 (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，故选实心小铁球，故选项A正确；
(2)①在竖直方向上，根据Δy＝2L＝gT2得：T＝ ＝0.04 s
②小球平抛运动的初速度大小为：v0＝＝0.6 m/s.
6答案 (1)将小球放在槽的末端，看小球能否静止
(2)BCD (3)1.24
7答案 (1)水平 初速度相同
(2)1.2 (3)2.0 2.0 (－0.1 m,0)
解析 (1)平抛物体的初速度方向为水平方向，故应调节实验装置直到斜槽末端切线保持水平；每次让小球从同一位置由静止释放，小球滑下的高度相同才能保证每次平抛得到相同的初速度.
(2)根据平抛运动规律h＝gt2，x＝v0t
代入数据解得v0＝1.2 m/s
(3)由题图丙可知，从A到B和从B到C，小球水平方向通过的位移相等，故两段运动时间相同.
由hBC－hAB＝g(Δt)2
可得Δt＝0.1 s
所以v0＝＝2.0 m/s
vBy＝＝2.0 m/s
则小球从抛出点运动到B点时所经过的时间tB＝＝0.2 s，故平抛运动初位置的水平坐标x＝6×0.05 m－v0tB＝－0.1 m，竖直坐标y＝4×0.05 m－gtB2＝0，所以平抛运动初位置的坐标为(－0.1 m,0).