2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册课后作业：5.3 实验：探究平抛运动的特点Word版含答案

5-3
实验：探究平抛运动的特点
课后作业
1、（1）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中
①已有实验器材：木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋、铅笔，下列所示的器材中还需要选取___________；（填字母）
②某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示，弹簧秤示数为___________N；
（2）如图所示，用小锤轻击弹簧金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动，用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到___________。
A.A、B两球同时落地
B.A、B两球运动轨迹相同
C.A球的运动轨迹不同，B球的运动轨迹相同
D.力越大，A、B两球落地时间间隔越大
2、小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是：小球A、B_______（填“同时”或“先后”）落地；
(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间_______（填“变长”“不变”或“变短”）；
(3)上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是_______运动。
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为_____m/s，小球经过B点时的速度大小为______m/s。
3、在做“研究平抛运动”的实验时，若采用实验装置甲描绘小球做平抛运动的轨迹。
（1）实验时需要下列哪个器材___________。
A．弹簧秤
B．重锤线
C．打点计时器
（2）为了能较准确地描绘运动轨迹，需要进行如下操作：
A．通过调节使斜槽的末端保持___________
B．每次释放小球的位置必须___________（“相同”或者“不同”）
C．每次必须由同一位置___________释放小球（“运动”或者“静止”）
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成___________（“折线”或“直线”或“光滑曲线”）
（3）若某同学在做实验中，忘记标注小球抛出点的位置O，得到如图所示的实验数据，A为物体运动一段时间后的位置，以A点为原点建立如图坐标系，根据图象，可知平抛物体的初速度为___________；小球抛出点的位置O的坐标为___________。（g取10m/s2）
4、如图所示，是某次研究小球做平抛运动过程得到的频闪照片的一部分。已知背景正方形的边长为b，闪光时间间隔为T。求：（各问的答案均用b、T表示）
(1)当地的重力加速度g的大小g=_________；
(2)小球通过C点瞬时速度vC的大小v=________；
(3)小球从开始平抛到运动到A位置经历的时间tA=_________。
5、试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”
的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，如图所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．
(1)画出实验示意图；
(2)在安装弹射器时应注意________；
(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为________；
(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是________________________________________
________________________________________________________________；
(5)计算公式为___________________________．
5-3
实验：探究平抛运动的特点
课后作业
1、（1）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中
①已有实验器材：木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋、铅笔，下列所示的器材中还需要选取___________；（填字母）
②某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示，弹簧秤示数为___________N；
（2）如图所示，用小锤轻击弹簧金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动，用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到___________。
A.A、B两球同时落地
B.A、B两球运动轨迹相同
C.A球的运动轨迹不同，B球的运动轨迹相同
D.力越大，A、B两球落地时间间隔越大
【答案】
(1).
AC
(2).
2.62-2.65
(3).
AC
【解析】（1）①还需要刻度尺用来作图，弹簧秤用来测量拉力的大小，故选AC；
（1）②弹簧秤的示数为2.63N；
（2）击打的力越大，A球的初速度越大，A球运动的越远；但其竖直分运动为自由落体运动，总是与B球同步的，即同时落地。故选AC。
2、小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是：小球A、B_______（填“同时”或“先后”）落地；
(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间_______（填“变长”“不变”或“变短”）；
(3)上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是_______运动。
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为_____m/s，小球经过B点时的速度大小为______m/s。
【答案】(1).
同时
(2).
不变
(3).
自由落体
(4).
1.5m/s
(5).
2.5m/s
【解析】(1)因A做平抛运动，B作自由落体运动，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，故AB同时落地。
(2)用较大的力敲击弹性金属片，将使得A球的水平初速度变大，但平抛运动的高度仍然不变，由可知，A球在空中运动的时间不变。
(3)由上面的实验可知，A、B两球同时落地，可以平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
(4)小球竖直方向是匀变速直线运动，由可知，它们的时间间隔为
小球在水平方向是匀速直线运动，由题图可知，水平初速度为
小球经过B点时竖直方向的速度为
故小球经过B点时的速度为
3、在做“研究平抛运动”的实验时，若采用实验装置甲描绘小球做平抛运动的轨迹。
（1）实验时需要下列哪个器材___________。
A．弹簧秤
B．重锤线
C．打点计时器
（2）为了能较准确地描绘运动轨迹，需要进行如下操作：
A．通过调节使斜槽的末端保持___________
B．每次释放小球的位置必须___________（“相同”或者“不同”）
C．每次必须由同一位置___________释放小球（“运动”或者“静止”）
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成___________（“折线”或“直线”或“光滑曲线”）
（3）若某同学在做实验中，忘记标注小球抛出点的位置O，得到如图所示的实验数据，A为物体运动一段时间后的位置，以A点为原点建立如图坐标系，根据图象，可知平抛物体的初速度为___________；小球抛出点的位置O的坐标为___________。（g取10m/s2）
【答案】
(1).
B
(2).
水平
(3).
相同
(4).
静止
(5).
光滑曲线
(6).
4m/s
(7).
（-40cm，-5cm）
【解析】(1)做“研究平抛物体的运动”实验时，需要木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、白纸、米尺、重垂线；米尺的作用是能读出轨迹上某点的坐标；重垂线的作用是确保木板与白纸是在竖直面内，使其与小球运动平面平行；时间可以通过竖直方向做自由落体运动去求解，故不需要弹簧秤与打点计时器。
故选B。
(2)A．为了保证小球的初速度水平，需调节斜槽的末端保持水平；
B．为了保证小球每次做平抛运动的初速度相等，每次释放小球的位置必须相同；
C．每次必须从同一位置由静止释放小球；
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成光滑曲线；
(3)在竖直方向上，物体做自由落体运动，由
可知
水平方向上初速度
可求出C点的竖直速度的大小为
可知从抛出点至C点所经历的时间为
可得小球至C点时的竖直位移为
水平的位移为
故小球的抛出点的纵坐标为
横坐标为
故小球抛出点的坐标为（-40cm，-5cm）。
4、如图所示，是某次研究小球做平抛运动过程得到的频闪照片的一部分。已知背景正方形的边长为b，闪光时间间隔为T。求：（各问的答案均用b、T表示）
(1)当地的重力加速度g的大小g=_________；
(2)小球通过C点瞬时速度vC的大小v=________；
(3)小球从开始平抛到运动到A位置经历的时间tA=_________。
【答案】(1).
(2).
(3).
【解析】(1)小球在竖直方向上以重力加速度做匀加速运动，由图可知相邻两次闪光时间内竖直方向的位移差恒为b，则由逐差公式
可得
(2)因为C点是BD两点的中点时刻，则C点的竖直分速度等于BD间竖直方向的平均速度，所以
小球在水平方向上是匀速运动的，故有
故C点速度为
(3)由C点的竖直分速度可得小球从开始平抛到运动到C位置的时间满足
解得
故小球从开始平抛到运动到A位置经历的时间
带入
可得
5、试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”
的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，如图所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．
(1)画出实验示意图；
(2)在安装弹射器时应注意________；
(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为________；
(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是________________________________________
________________________________________________________________；
(5)计算公式为___________________________．
【答案】　(1)如图
(2)保持弹射器水平　(3)弹丸从弹出到落地水平位移为x，下落高度y　(4)多次实验，求平均值　(5)v0＝x
【解析】　根据研究平抛运动的实验原理及平抛运动的规律，可以使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度求出时间，再测出水平位移求出其平抛的初速度．y＝
gt2，t＝
，而x＝v0t，所以v0＝＝x
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