2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修二第二册课堂同步：1.3实验：探究平抛运动的特点Word版含答案

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…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
1.3实验：探究平抛运动的特点
一、单选题
1.如图所示，在探究平抛运动的规律时，用小锤打击金属片，金属片把P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，P、Q两球同时开始运动，下列说法正确的是（??
）
A.?P球先落地????????B.?Q球先落地????????C.?两球同时落地????????D.?两球落地先后由小锤打击力的大小而定
2.在课堂中，老师用如图所示的实验研究平抛运动．A、B是质量相等的两个小球，处于同一高度．用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落．某同学设想在两小球下落的空间中任意选取两个水平面1、2，小球A、B在通过两水平面的过程中，动量的变化量分别为△pA和△pB
，
动能的变化量分别为△EkA和△EkB
，
忽略一切阻力的影响，下列判断正确的是（??
）
A.?△pA=△pB
，
△EkA=△EkB????????????????????????????????????B.?△pA≠△pB
，
△EkA≠△EkB
C.?△pA≠△pB
，
△EkA=△EkB????????????????????????????????????D.?△pA=△pB
，
△EkA≠△EkB
3.在“探究平抛运动的特点”的实验中，用如图所示装置描绘轨迹。实验前，将斜槽M的末端调节水平，再将一张白纸和复写纸固定在背板上。N是可上下调节的一个水平放置的挡板，挡板与背板之间成“V”夹角。钢球飞出后落到N上，就会挤压复写纸留下痕迹。上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。关于实验过程，下列说法正确的是（??
）
A.?钢球可以从斜槽上不同位置由静止释放
B.?重垂线只是用来检验背板是否竖直
C.?白纸固定在复写纸的外面
D.?在描出的轨迹上，从抛出点开始依次取竖直方向比值为1∶3∶5的三段位移，则对应水平方向的三段位移之比接近1∶1∶1
4.在做“研究平抛物体的运动”实验之前，必须调整实验装置，下列操作必要且正确的是:（
??）
A.?将斜槽的末端切线调成水平
B.?每次要平衡摩擦力
C.?在坐标纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
D.?小球每次应从斜槽不同高度释放
5.在“探究平抛物体的运动规律”的实验中，已备有下列器材：有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台、还需要的器材有
??
A.?停表????????????????????????????????B.?天平????????????????????????????????C.?重垂线????????????????????????????????D.?弹簧测力计
6.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.?保持小球飞出时，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.?保证小球运动的轨迹是一条抛物线
7.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
8.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
二、多选题
9.下列哪些因素会使“
研究平抛物体的运动”
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较远
10.在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置，下列操作合理的是（???
）
装置1
装置2
装置3
A.?选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看两球是否同时落地
B.?选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端
一定要低于水面
C.?选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球
D.?除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧至几十帧的照片，获得平抛轨迹
11.小明同学在“研究平抛物体运动”实验中，为了描绘出小球平抛运动的轨迹，设计了下图的实验装置（左图），让小球多次从斜槽上滚下，重复描点，实验后在白纸上连点成线可得到轨迹图（右图）。以下操作和说法中正确的是（??
）
A.?为了保证小球在空中做平抛运动，安装斜槽时，其末端切线必须水平。
B.?小球与斜槽之间不可避免有摩擦，会使得该实验的误差很大。
C.?若不从平抛起点开始研究，通过相同的水平位移，所用时间也相同
D.?实验中，小球每次都应该从斜槽上同一位置无初速度释放。
12.用图示装置做“探究平抛运动规律”的实验中，下列选项中的会增大实验误差的是（??
）
A.?弧形轨道末端不水平???????????????????????????????????????????B.?弧形轨道不光滑
C.?实验小球为泡沫球??????????????????????????????????????????????D.?每次从同一高度无初速释放小球
三、填空题
13.在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长
L＝1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的
a、b、c、d
所示，则小球平抛的初速度的计算式为
V0＝________（用
L、g
表示），其值是________（取
g＝9.8m/s2）。
14.如图所示，用数码相机记录物体做平抛运动的部分轨迹，背景方格的边长为5cm，重力加速度g
=
10m/s2
．
该数码相机每秒钟拍摄________帧照片．物体运动中水平速度的大小为________m/s．
四、实验探究题
15.如图，在“探究平抛运动的特点”实验中：
（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是______；
A.弹簧测力计
B.铅垂线
C.打点计时器
D.天平
（2）实验过程中，应使小球每次从斜槽上________（选填“相同”或“不同”）的位置由静止滚下，斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验________（选填“有”或“没有”）影响；
（3）小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为3.2cm的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2
，
则照相机两次闪光的时间间隔T=________s，小球被抛出时的水平速度v0=________m/s，小球经过B点的速度大小vB=________m/s（结果可保留根式）。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】【解答】解：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，因此将同时落地，由于两球同时落地，因此说明P、Q在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．
故选：C．
【分析】本题图源自课本中的演示实验，通过该装置可以判断两球同时落地，可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；
2.【答案】
A
【解析】【解答】解：小球A、B在通过两水平面的过程中，因为下降的高度相同，则重力做功相同，根据动能定理知，动能的变化量相同．
因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以A、B两球通过两水平面间的时间相等，根据动量定理知，重力冲量相等，则动量的变化量相等．故A正确，B、C、D错误．
故选：A．
【分析】根据动能定理，结合重力做功比较动能的变化量，根据动量定理，结合重力的冲量比较动量的变化量．
3.【答案】
D
【解析】【解答】A．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，A不符合题意；
B．重垂线的作用是确保背板与白纸是在竖直面内，B不符合题意；
C．钢球飞出后落到N上，就会挤压复写纸留下痕迹，白纸固定在复写纸的里面，C不符合题意；
D．因为平抛运动在竖直方向上做的是自由落体运动，从抛出点开始依次取竖直方向比值为1∶3∶5的三段位移，说明这三段的运动时间是相等的，而水平方向是匀速直线运动，则平方向的三段位移之比接近1∶1∶1，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据实验原理和实验注意事项判断实验操作是否正确；根据平抛运动竖直方向是自由落体运动，运用初速度为零的匀变速直线运动连续相同时间的位移比进行判断。
4.【答案】
A
【解析】【解答】通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A符合题意；做平抛实验时需要保证每次平抛的速度都一样，对于接触面是否光滑没有要求，也不需要平滑摩擦力，故B不符合题意；在坐标纸上记录小球放在斜槽末端槽口时球心的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点，故C不符合题意；为了保证平抛运动初速度相等，所以要求小球每次都从斜槽同一高度释放，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】研究平抛运动时只要同一高度无初速度释放时摩擦力影响是相同的所以不需要平衡摩擦力；坐标原点应该选取小球圆心的投影；每次需要同一高度释放小球。
5.【答案】
C
【解析】【解答】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，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动.
故答案为：C。
【分析】探究平抛运动规律还需要重锤线确保小球在竖直面上运动。
6.【答案】
B
【解析】【解答】研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B
【分析】本题考查平抛运动实验安装装置时的注意事项。安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的目的是保证小球能够水平飞出做平抛运动。
7.【答案】
B
【解析】【解答】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，ACD不符合题，B符合题意，故答案为B。
【分析】根据题目的图，可以看出B点偏下，说明此时的初速度小，因此应是小球滚下的高度较其他各次低。
8.【答案】
A
【解析】【解答】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，BCD不符合题意，A符合题意，故答案为：A。
【分析】根据平抛运动的规律，水平射程与高度与初速度大小有关，因此在探究影响平抛运动水平射程的因素时，需要控制初速度不变。
二、多选题
9.【答案】
B,C
【解析】【解答】A．小球与斜槽之间有摩擦，不影响实验的测量，只要保证每次从斜槽的同一位置由静止释放，A不符合题意；
B．要保证小球每次离开斜槽时都具有相同的水平初速度，斜槽末端若不水平，小球离开斜槽时的速度就不水平，小球在空中的运动就不是平抛运动，误差自然加大，B符合题意；
C．建立坐标系时，应以小球在斜槽末端球心在木板上的投影为坐标原点，以斜槽末端端口位置为坐标原点必然会造成误差，C符合题意；
D．若曲线上的点离原点较远，这样在位移x、y的测量上就会减小误差，从而导致计算出来的初速度误差较小，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】小球与斜槽存在摩擦力不会影响初速度的大小；安装斜槽必须使斜槽末端切线水平才可以保证小球做平抛运动；建立坐标系时需要以小球的球心作为坐标原点。
10.【答案】
B,D
【解析】【解答】A．选用装置1研究平抛物体的竖直分运动，不应该用眼睛看
两球是否同时落地，而应该用耳朵听是不是落地声音只有一次，A不符合题意；
B．选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平拋轨迹，就要保持喷嘴处的压强不变，所以要求竖直管上端
一定要低于水面，B符合题意；
C．选用装置3时，要获得钢球的早抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位货由静止释放钢球才能保证每次钢球的抛出速度相同，C不符合题意；
D．用数码照相机拍摄钢球做平抛运动的每秒十几帧至几十帧的照片，也可以获得平抛运动的轨迹，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】两个小球水平方向运动不同，距离发生改变，但始终在同一高度，故竖直方向运动相同，都为自由落体运动。
11.【答案】
A,C,D
【解析】【解答】A．为了保证小球在空中做平抛运动，安装斜槽时，其末端切线必须水平，A符合题意；
B．小球与斜槽之间有摩擦，但只要小球到达底端的速度相同即可，不会对该实验造成误差，B不符合题意；
C．因平抛运动的水平速度不变，即使不从平抛起点开始研究，通过相同的水平位移，所用时间也相同，C符合题意；
D．实验中，小球每次都应该从斜槽上同一位置无初速度释放，以保证小球到达底端时的速度相同，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】斜槽存在的摩擦力对于平抛初速度的大小没有影响。
12.【答案】
A,C
【解析】【解答】弧形轨道末端不水平，小球离开轨道后不做平抛运动，会增大实验误差，A符合题意。保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，但弧形轨道不需要光滑，弧形轨道不光滑对实验没有影响，B不符合题意。实验小球用泡沫球时，空气阻力影响较大，会增大实验误差，C符合题意。每次从同一高度无初速释放小球，保持小球每次在同一轨迹上运动，可减小实验误差，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】轨道末端不水平会导致初速度方向不水平；实验小球为泡沫小球时会严重受到空气阻力的作用。
三、填空题
13.【答案】
；0.7m/s
【解析】【解答】设相邻两点间的时间间隔为T
竖直方向：2L-L=gT2
得到
水平方向：
代入数据解得
【分析】利用邻差公式可以求出时间的大小；结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小。
14.【答案】
10；1.5
【解析】【解答】根据平抛运动规律，在竖直方向上是自由落体运动，则有hBC-hAB=2l=0.1m
则有
=0.1m
解得△t=0.1s
则频率
即每秒拍摄10桢照片；
在水平方向是匀速直线运动
【分析】利用邻差公式可以求出时间间隔及频率的大小；利用位移公式可以求出水平方向的初速度大小。
四、实验探究题
15.【答案】
（1）B
（2）相同；没有
（3）0.08；1.6；
【解析】【解答】(1)为准确确定坐标轴，还需要的器材是铅垂线
故答案为：B；(2)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，即有相同的高度，对于斜槽导轨对小球是否有摩擦力，对实验结果没有影响，只要能平抛即可；(3)在竖直方向上，根据
得闪光的间隔
平抛运动的初速度
B点的竖直分速度
根据平行四边形定则知，B点的速度
【分析】（1）确定坐标轴即是确定竖直方向，需要使用铅垂线；
（2）根据实验要求，小球平抛运动的初速度必须相同，因此只能在同一高度落下；斜面有无摩擦力不会对平抛的初速度造成影响；
（3）根据平抛运动的特点运用运动学公式求解即可。