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5.3
实验:探究平抛运动的特点同步练习
1.在“研究平抛运动”实验中.
如图是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________.
A.球心?
球的上端球的下端
在此实验中,下列说法正确的是________.
A.斜槽轨道必须光滑;记录的点应适当多一些;
C.用平滑曲线把所有的点连接起来;D.y轴的方向根据重锤线确定
下图是利用上图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是________。
A.释放小球时初速度不为0
B.释放小球的初始位置不同
C.斜槽末端切线不水平
2.
图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,正确的是????
A.通过调节使斜槽末端的切线保持水平
B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C.每次必须由静止释放小球,而释放小球的位置始终相同
D.将球的位置标在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球作平抛运动的初速度为______。取
在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为_____;若以A点为坐标原点,水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系,则小球的抛出点坐标为______?。取
3.
两个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,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??????
A.
平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
B.
平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,末端均可看做与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、调节电磁铁C、D的高度使,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端射出,实验可观察到P球击中Q球.仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明???????????????
A.
平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
B.
平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
4.
图甲是探究平抛运动的实验装置。用小锤击打弹性金属片后,a球沿水平方向抛出,做平抛运动,同时b球被释放,做自由落体运动,观察到两球同时落地。改变小锤击打力度,两球仍然同时落地。
以上现象说明
A.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B.两小球在空中运动的时间相等
C.两小球落地时速度相等
D.两小球在竖直方向的加速度相等
一同学利用频闪相机拍摄a小球运动过程,经处理后得到如图乙所示的点迹图像。图中O为坐标原点,B点在两坐标线交点,坐标,,A、C点均在坐标线的中点。则平抛小球在B点处的瞬时速度大小_________结果保留两位小数
5.
在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先将斜槽轨道的末端调成水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处。使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A。将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B。又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离,A、B间距离,B、C间距离。g取。
根据以上直接测量的物理量得小球初速度________用题中所给字母表示。
小球初速度的测量值为________。
6.
在用斜槽轨道做“研究平抛物体运动”的实验中,
斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是______;
A.保证小球飞出时有适当的速度大小
B.保证小球飞出时速度沿水平方向
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
实验简要步骤如下:
A.让小球多次从______释放,在印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔笔尖的位置,如图中a、b、c、d所示;
B.安装器材时,注意让斜槽______,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线;
C.取下印有小方格的纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立平面直角坐标系,用平滑曲线画出物体的运动轨迹;
上述实验步骤的合理顺序是______;
如图所示,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。
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______用l、g表示,其值是______取,小球在b点的速率是______。保留两位有效数字
7.
在“研究平抛运动”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由静止滑下
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的运动轨迹,应用一条曲线把所有的点连接起来
某同学在实验时,忘记记下斜槽末端的位置,图中的O点为小球运动一段时间后的位置,他便以O点为坐标原点,建立水平方向和竖直方向的坐标轴,得到如图所示的图象,则小球平抛的初速度大小为________,小球从开始平抛到运动到O点所用的时间为________
8.?在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛运动的轨迹和求物体的平抛初速度.
实验简要步骤如下:
A.
安装好器材,反复调试,直到平板竖直且斜槽末端____,记下斜槽末端小球的抛出点O和过O点的竖直线?
B.
让小球多次从斜槽上____位置滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置?
C.
取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画出平抛轨迹.
D.
测出曲线上某点的坐标x、y,用____用x、y表示算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求的值,然后求它们的平均值?
一个同学在研究平抛物体的运动实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C,量得..又量出它们之间的竖直距离分别为.,.,利用这些数据,可求得
物体抛出时的初速度为____
?
物体经过B时竖直分速度为____?
抛出点在A点上方高度为____
m处?
9.
在做“研究平抛运动”的实验时,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出平抛运动的初速度,实验装置如图甲所示.
实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法______
.
关于这个实验,以下说法中正确的是______
.
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.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球的平抛运动要靠近木板但不接触
在做“研究平抛运动”的实验时,坐标纸应当固定在竖直的木板上,图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是______
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,,A、B、C三点间水平距离,g取,则物体平抛运动的初速度的计算式为______
用字母、、x,g表示,代入数据得其大小为______
.
10.研究平抛运动,下面哪些做法可以减小实验误差________。
A.使用密度大、体积小的钢球
B.实验时,让小球每次都从同一高度由静止开始滚下
C.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
D.使斜槽末端的切线保持水平
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________。
如图所示为一小球做平抛运动的单光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为,如果取,那么:
照相机的闪光频率是________Hz;
小球水平分速度的大小是________;
小球经过B点时的速度大小是________。
答案
1.【答案】;;
【解答】
题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点,所以坐标原点也应选为球的最高点即球的上端,故选B;
斜槽轨道不必光滑,A错记录的点适当多一点,以便更准确的描出平抛轨迹,B对,最后轨迹应连成平滑的曲线,但误差较大的点要舍去,不能全部连接,C错;用中垂线确定Y轴坐标,D对,故选BD;
由图可知,小球做斜抛运动,所以斜槽末端没有水平放置,故选C。
2.
【答案】;;?,。
【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正确.
B、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,故B错误,C正确;
D、将球经过不同高度的位置记录在纸上后,取下纸,平滑的曲线把各点连接起来,故D错误.
故选:AC.
根据得,平抛运动的时间,则小球平抛运动的初速度.
在竖直方向上,根据得,,小球平抛运动的初速度.
B点的竖直分速度.
从抛出点到B点的时间,
则抛出点到B点的水平位移,
抛出点到B点的竖直位移,
若以A点为坐标原点,B点坐标为
故小球的抛出点坐标为
3.
【答案】?
【解析】金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,两球同时落地,改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,知A球竖直方向上的运动规律与B球相同,即平抛运动的竖直方向上做自由落体运动,B正确.
两小球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到两球将相碰,知P球水平方向上的运动规律与Q球相同,即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,A正确.
4.
【答案】;。
5.
【答案】;
【解答】
由于每次移动距离,所以小球从打A点到打B点与从打B点到打C点的时间相同,设此时间为t,由于,且、,,所以,故小球初速度。
6.
【答案】;
同一位置;?末端水平;;;?;
【解答】
斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是保证小球飞出时,速度沿水平方向。
故选B。
为了保证小球的初速度相等,每次从斜槽的同一位置让小球滚下;
B.为了保证小球的初速度水平,应调整斜槽末端水平;
C.实验时先组装器材,步骤为B,然后进行实验,步骤为A,最后数据处理,步骤为C,所以顺序为BAC。
由图示可知,三点间的水平距离相等,则三点时间间隔t相等;
得,,则初速度.
代入数据得:;
小球在b点的竖直分速度,
则小球在b点的速率。
7.【答案】?
??
?
?
【解析】
、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.故A正确.
B、小球与斜槽之间的摩擦不影响平抛运动的初速度,不影响实验.故B错误.
C、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C错误.
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,最后轨迹应连成平滑的曲线,不是要把所有点的连接起来.故D正确,E错误.
故选:AD
竖直方向上相等时间内的位移之差
根据得,相等的时间间隔
小球平抛运动的初速度,
B点的竖直分速度
根据知,
所以从抛出点到O点的时间
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,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,实验中可以多记录一些点,最后轨迹应连成平滑的曲线.
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据竖直方向上相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,结合水平位移求出初速度,根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点竖直分速度,结合速度时间公式求出抛出点到B点的时间,从而得出从开始平抛到运动到O点所用的时间.
解决平抛实验问题时,要特别注意实验的注意事项.在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理,要注重学生对探究原理的理解,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论灵活求解.
8.?【答案】水平?
同一????
【解析】为了让小球做平抛运动,斜槽末端应尽量水平;为了让每次平抛的初速度大小相同,小球应多次从同一点由静止开始释放.根据平抛运动的规律可知,,解得.
根据竖直方向是匀变速直线运动,结合位移差公式,有,水平为匀速直线运动,所以,再由平均速度等于中间时刻的瞬时速度有
点下落的竖直高度为,所以抛出点在A点上方高度为.
9.
【答案】将小球放在水平木板的任意位置,小球静止不动,则木板水平;BCD;C;;
【解析】
解:
能否使小球做平抛运动,关键是使斜槽末端切线水平,判断是否水平可以采用:将小球放在槽的末端或木板上看小球能否静止、用水平仪检查木板是否水平等方法.
故答案为:将小球放在槽的末端或木板上看小球能否静止;
、小球释放的初始位置并非越高越好,若是太高,导致水平抛出的速度太大,实验难以操作,故A错误;
B、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,故B正确;
C、小球竖直方向自由落体运动,水平方向匀速运动,为了正确描绘其轨迹,必须使坐标纸上的竖线是竖直的,故C正确;
D、实验要求小球滚下时不能碰到木板平面,避免因摩擦而使运动轨迹改变,最后轨迹应连成平滑的曲线,故D正确.
故选:BCD.
斜槽末端是水平的,小球做平抛运动,要分解为水平和竖直方向的分运动,故方格纸因该水平竖直,
坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合,故C正确;
小球在竖直方向做匀变速直线运动,连续相等时间内的位移差为常数,因此有:
所以:
小球平抛运动的初速度大小为:
;
代入数据,解得:
故答案为:
将小球放在水平木板的任意位置,小球静止不动,则木板水平;
;
;
,.
正确解答本题需要掌握: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,了解作图法处理数据的注意事项,明确该实验的具体操作;根据平抛运动的特点,熟练应用运动学中的基本规律来解决平抛运动问题.由于该实验用“留迹法”来记录平抛运动的轨迹,故要求从小球开始做平抛运动就开始记录.
在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键,同时让学生知道描点法作图线方法;解决平抛实验问题时,要特别注意实验的注意事项,注意运动学基本规律的应用.
10.【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;;3;5。
【解答】
使用密度大、体积小的钢球可以减小做平抛运动时的空气阻力,故A正确;
B.为确保有相同的水平初速度,所以要求从同一位置无初速度释放,故B正确;
C.该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平,因此要求小球从同一位置静止释放,至于钢球与斜槽间的摩擦没有影响,故C错误;
D.实验中必须保证小球做平抛运动,而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用,所以斜槽轨道必须要水平,故D正确。
故选:ABD。
两钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,球2离开斜面后做匀速直线运动,球1做平抛运动,水平方向速度相同,观察到的现象是球1落到光滑水平板上并击中球2,
说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动;
小球做平抛运动,将其分解成水平方向匀速直线运动,竖直方向自由落体运动,
背景方格的边长均为L,即,
从题目图中看出,A、B、C3个点间的水平位移相等,是,因此这3个点是等时间间隔点。
竖直方向两段相邻位移之差是个定值,即,
解得:
则闪光频率。
小球运动中水平分速度的大小。
小球经过B点的竖直分速度,
则经过B点的速度。
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