2020-2021学年高一物理鲁科版（2019）必修第二册随堂检测（8）科学探究：平抛运动的特点

2020-2021学年高一物理鲁科版（2019）必修第二册随堂检测
（8）科学探究：平抛运动的特点
1.为研究平抛运动，某同学设计了如图的实验：
将两个相同的倾斜滑道固定在同一竖直平面内，最下端水平，滑道2与光滑水平板平滑连接.把两个完全相同的小钢球1和小钢球2从倾斜滑道的同一高度由静止开始同时释放，则他将观察到的现象是________，这说明________。
2.某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图甲所示,A是一块平面木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中……),槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B板插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放.每打完一点后,把B板插入后一槽中同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,用平滑曲线连接各痕迹点就可得到平抛运动的轨迹.
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜轨_______、A板_____________、插槽垂直于斜轨并在斜轨末端正下方.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了使小球每次做平抛运动的_____________.
(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在____________.
(3)如图乙所示,该同学在实验中记录小球做平抛运动的起点位置为小球运动一段时间后的位置,根据图中所示平抛运动的部分轨迹,求出小球做平抛运动的初速度为_________m/s.
3.在“研究平抛运动”的实验中,采用图1所示的实验装置,其简图如图2所示,水平抛出的小球落入接球槽中,通过复写纸在白纸上留下痕点.
(1)下列说法正确的是________;
A.小球运动时可以与竖直板相接触
B.固定斜槽时,必须保证斜槽末端切线水平
C.在研究一条运动轨迹时,小球每次都要从同一位置由静止开始释放
D.为了准确地找出小球运动的轨迹,必须用光滑曲线把所有的点连接起来
(2)实验中小球碰到接球槽会在复写纸下面的白纸上留下相近的两个点(如图3所示),应该取________(填“左边”或“右边”)的点进行测量;
(3)图4是实验中小球从斜槽上不同位置下落获得的两条轨迹,图线①所对应的平抛运动的初速度______(填“较小”或“较大”),图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置_______(填“较低”或“较高”).
4.如图甲所示,是“研究物体的平抛运动”的实验装置图,通过描点画出小球平抛的运动轨迹.
(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有_________.
A.安装斜槽轨道时其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到小球平抛运动的轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量其水平位移x和竖直位移y,下列图像能说明小球平抛运动的轨迹为抛物线的是___________.
A. B. C. D.
(3)图乙是某同学根据实验画出的小球的平抛运动轨迹，O为平抛的起点,以O为坐标原点建立平面直角坐标系,在轨迹上任取三点,测得两点的纵坐标分别为,两点水平间距为60.0 cm.则平抛小球的初速度等于_________m/s,若C点的纵坐标,则小球在C点的速度等于_______m/s.(结果均保留两位有效数字,g取)
5.某学习小组用实验探究“平抛运动规律”.
(1)甲同学采用如图1所示的装置.用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明___________.
(2)乙同学采用如图2所示的装置.用两个相同的弧形轨道分别发射小铁球,其中N的末端与光滑水平面相切,两轨道上端分别装有电磁铁,调节电磁铁的高度,使,现将小铁球分别吸在电磁铁上,切断电源,使两小铁球同时分别从轨道的下端射出.实验可观察到的现象应是___________;保持,仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明___________.
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片.图中每个小方格的边长为2.5 cm,分析可知,位置1__________(填“是”或“不是”)平抛运动的起点.
答案以及解析
1.答案：球1落到光滑水平板上并击中球2；平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
解析：
2.答案：(1)末端水平;水平;初速度都相同
(2)水平方向实际运动的距离
(3)2.0
解析：(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端水平,保证小球抛出时初速度水平,做平抛运动,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了保持小球水平抛出的初速度相同;
(2)平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动,每次将B板向纸面内侧平移距离d,是为了保持小球在相邻痕迹点的水平距离大小相同且等于小球相邻两次打点间的水平位移,即为获取相等的时间并在y轴上形成位移差;
(3)由,解得,
小球做平抛运动的初速度为.
3.答案：(1)BC
(2)左边
(3)较大;较低
解析：(1)为保证小球做平抛运动,小球运动时不能与竖直板接触,A错误;为保证小球做平抛运动,固定斜槽时斜槽末端切线必须水平,B正确;研究一条运动轨迹时,小球的初速度必须相同,因此小球每次都要从同一位置由静止释放,C正确;连线时让尽可能多的点在光滑曲线上即可,D错误.
(2)实验中小球碰到接球槽时可能会反弹,因此应该取靠前的点,即左边的点进行测量.
(3)由题图4知,小球下落相同的高度时图线①的水平位移大,故其对应的平抛运动的初速度大,图线②所对应的小球初速度较小,则其在斜槽上释放的位置较低.
4.答案：(1)AC
(2)C
(3)3.0；5.0
解析：(1)安装斜槽轨道时其末端保持水平,保证小球做平抛运动,故A正确;为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等,要让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放,故B错误,C正确;为描出小球的运动轨迹,描绘的点用平滑曲线连接,故D错误.故选A、C.
(2)根据,得,从同一高度由静止释放,一定,可知图线是过原点的倾斜直线,此时能说明小球平抛运动的轨迹为抛物线,故选C.
(3)根据,得,,则初速度.C点的竖直分速度,则小球在C点的速度.
5.答案：(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
(2)二球相碰;平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
(3)不是
解析：(1)在打击金属片时,A小球做平抛运动,B小球做自由落体运动,结果两球同时落地,则说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动.
(2)让两小球从相同的弧形轨道上以相同高度滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度.小球P做平抛运动,小球Q做匀速直线运动,当两小球相碰时则说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动.当改变轨道M在竖直方向的位置时,仍能相碰,则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动,与抛出点的高度无关.
(3)平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动的合运动,由题图3可知水平方向间距相等,则可知时间间隔相等,如果位置1是平抛运动的起点,根据初速度为零的匀变速直线运动的特点,在竖直方向上在相等的时间内位移大小之比为1:3:5:7,由图可知是1:2:3,所以1不是平抛运动的起点.