2018_2019學(xué)年高中物理課時實驗：研究平拋運動每日一題（課堂同步系列二）新人教版.docx

實驗：研究平拋運動 （2018湖北省重點高中聯(lián)考協(xié)作體高一下學(xué)期期中聯(lián)考）（1）研究平拋運動，下面做法可以減小實驗誤差的是_。A盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦B使用密度大、體積小的鋼球C實驗時，讓小球每次都從同一位置由靜止開始滾下D使斜槽末端切線保持水平（2）某同學(xué)在做“研究平拋運動”的實驗中，忘記記下小球做平拋運動的起點位置O，A為小球運動一段時間后的位置，以A為坐標(biāo)原點的坐標(biāo)系如圖所示，由圖可求出小球做平拋運動的初速度為_m/s，小球做平拋運動的拋出點的坐標(biāo)是_。（取g=10 m/s，計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） 【參考答案】（1）BCD （2）1.0 （10 cm，5.0 cm） 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，以及實驗的注意事項。由于物體在水平方向做勻速直線運動，可以根據(jù)在水平方向的間距相同確定相隔的時間相同，而在豎直方向做自由落體運動，即勻變速直線運動，故有h=gT2，求出T，再根據(jù)s=v0T進(jìn)行求解?！局R補給】實驗：研究平拋運動1實驗?zāi)康模?）描出平拋運動的軌跡，并驗證軌跡是一條拋物線。（2）根據(jù)平拋運動的軌跡求其初速度。2實驗原理（1）用描跡法畫出小球平拋運動的軌跡。（2）建立坐標(biāo)系，測出軌跡上某點的坐標(biāo)x、y，據(jù)xv0t，ygt2得初速度v0x3實驗器材斜槽(附金屬小球)、木板及豎直固定的支架、白紙、圖釘、刻度尺、三角板、重錘、鉛筆。4實驗步驟（1）安裝調(diào)平將帶有斜槽軌道的木板固定在實驗桌上，其末端伸出桌面外，軌道末端切線水平。用圖釘將坐標(biāo)紙固定于豎直木板的左上角，把木板調(diào)整到豎直位置，使板面與小球的運動軌跡所在平面平行且靠近。如圖所示。 （2）建坐標(biāo)系把小球放在槽口處，用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時球心所在木板上的投影點O，O點即為坐標(biāo)原點，用重錘線畫出過坐標(biāo)原點的豎直線作為y軸，畫出水平向右的x軸。（3）確定小球位置：將小球從斜槽上某一位置由靜止滑下，小球從軌道末端射出，先用眼睛粗略確定做平拋運動的小球在某一x值處的y值。讓小球由同一位置自由滾下，在粗略確定的位置附近用鉛筆較準(zhǔn)確地描出小球通過的位置，并在坐標(biāo)紙上記下該點。用同樣的方法確定軌跡上其他各點的位置。（4）描點得軌跡取下坐標(biāo)紙，將坐標(biāo)紙上記下的一系列點用平滑曲線連起來，即得到小球平拋運動軌跡。5數(shù)據(jù)處理（1）計算初速度在平拋小球運動軌跡上選取A、B、C、D、E五個點，測出它們的x、y坐標(biāo)值，記到表格內(nèi)。把測到的坐標(biāo)值依次代入公式y(tǒng)gt2和xv0t，求出小球平拋的初速度，并計算其平均值。（2）驗證軌跡是拋物線拋物線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為yax2，將某點(如B點)的坐標(biāo)x、y代入上式求出常數(shù)a，再將其他點的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立，若等式對各點的坐標(biāo)近似都成立，則說明所描繪得出的曲線為拋物線。 7注意事項（1）實驗中必須保持斜槽末端水平。（2）要用重錘線檢查木板、坐標(biāo)紙上的豎直線是否豎直。（3）小球必須每次從斜槽上相同的位置自由滾下。（4）實驗時，眼睛應(yīng)平視運動小球，并較準(zhǔn)確地確定小球通過的位置。（5）要在斜槽上較大的高度釋放小球，使其以較大的水平速度運動，從而減小相對誤差。（6）要用平滑的曲線畫出軌跡，舍棄個別偏差較大的點。（7）在軌跡上選點時，不要離拋出點過近，并且使所選取的點之間盡量遠(yuǎn)些。 在探究平拋運動的規(guī)律時，可以選用下列各種裝置圖，以下操作合理的是 A選用裝置1研究平拋物體豎直分運動，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球是否同時落地B選用裝置2要獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱所顯示的平拋軌跡，豎直管上端一定要低于水面C選用裝置3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放D除上述裝置外，也能用數(shù)碼照相機(jī)拍攝鋼球做平拋運動時每秒15幀的錄像獲得平拋軌跡（2018北京市海淀區(qū)高三上學(xué)期期中考試反饋練習(xí)）如圖是研究平拋運動的實驗裝置示意圖，桌面上的小球經(jīng)壓縮狀態(tài)的彈簧彈開后，飛出桌面做平拋運動。撞到帶有白紙和復(fù)寫紙的豎直長木板上，并留下痕跡A。重復(fù)實驗，木板依次后退水平距離相同，都為x，小球撞在木板上，留下痕跡B、C，測量A、B、C點到同一點O的距離y1、y2、y3，其中O點與小球拋出時圓心位置等高。 （1）關(guān)于此實驗，以下說法正確的是_。A重復(fù)實驗時，必須將彈簧壓縮到同一位置，再釋放小球B桌面必須保證嚴(yán)格水平C桌面必須盡量光滑，多次重復(fù)實驗D一定會有y1: y2: y3=1:4:9（2）利用題目中所給數(shù)據(jù)，可得到平拋運動的初速度為v0=_。（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間）三個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進(jìn)行了探究平拋運動規(guī)律的實驗：（1）甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明_。 （2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置。兩個相同的弧形軌道M、N分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看做與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道末端的水平初速度v0相等?，F(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的末端射出。實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是_。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明_。（3）丙同學(xué)采用頻閃照相法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運動的照片，圖中每個小方格的邊長為L=1.25 cm，則由圖可求得拍攝時每_s曝光一次，該小球做平拋運動的初速度大小為_m/s。(g=9.8 m/s2)（2018山東省平邑縣曾子學(xué)校高二上學(xué)期第一次月考）如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5 cm，如果g取10 m/s2，那么： （1）照相機(jī)的閃光頻率是_Hz；（2）小球運動中水平分速度的大小是_m/s；（3）小球經(jīng)過B點時的速度大小是_m/s；（4）若A點為坐標(biāo)原點，向右為x軸正方向，向下為y軸正方向，則拋出點的坐標(biāo)x=_，y=_。如圖1，某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗裝置，在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過桌邊后便做平拋運動，在鋼球拋出后經(jīng)過的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過豎直標(biāo)尺讀出，木板可以上下自由調(diào)節(jié)，在木板上固定一張白紙，該同學(xué)在完成裝置安裝后進(jìn)行了如下步驟的實驗： A實驗前在白紙上畫一條直線，并在線上標(biāo)出a、b、c三點，且ab=bc，如圖2，量出ab長度L=20.00 cmB讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中a點，記下此時木板離地面的高度，h1=90.00 cmC讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中b點，記下此時木板離地面的高度，h2=80.00 cmD讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中c點，記下此時木板離地面的高度，h3=60.00 cm則該同學(xué)由上述測量結(jié)果即可粗測出鋼球的平拋初速度大小v0=_m/s，鋼球擊中b點時其速度大小為v=_m/s(空氣阻力不計)。 【參考答案】 （1）AB （2）（1）重復(fù)實驗時，必須將彈簧壓縮到同一位置，再釋放小球，以保證每次彈出的初速度都相同，選項A正確；桌面必須保證嚴(yán)格水平，以保證小球做平拋運動，選項B正確；桌面光滑與否與實驗精度無關(guān)，只要彈出時速度相同即可，選項C錯誤；由于豎直板的初始位移與拋出點的距離不一定也是x，則O、A、B、C四點的時間間隔不一定相同，則不一定會有y1:y2:y3=1:4:9，選項D錯誤；故選AB。（2）由平拋運動的規(guī)律可知：x=v0t，（y3y2）（y2y1）=gt2；解得。【名師點睛】本題關(guān)鍵是讓學(xué)生掌握描點法作圖的步驟，同時知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學(xué)公式和推論進(jìn)行求解。 （1）10 （2）1.5 （3）2.5 （4）15 cm 5 cm（1）因為xAB=xBC=0.15 m，所以tAB=tBC，根據(jù)s=yBCyAB=0.1 m=，解得tAB=0.1 s，所以f=10 Hz。（2）水平分速度vx=xAB/tAB=0.15/0.1 m/s=1.5 m/s。（3）在B點時豎直分速度大小為vy=yAC/tAC=80.050.2 m/s=2 m/s，故vB=2.5 m/s；（4）設(shè)拋出點到B的距離為y，解得y=0.2 m，拋出點到A的豎直距離y0=0