實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 提優(yōu)練習(xí) 高中物理新人教版必修第二冊(cè)（2022-2023學(xué)年）

5.3實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（提優(yōu)練）重點(diǎn)題型落腳點(diǎn)限時(shí)：25min【1】平拋運(yùn)動(dòng)的概念和平拋運(yùn)動(dòng)分解的特點(diǎn)【2】實(shí)驗(yàn)操作（描跡法、頻閃照相法）、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)誤差分析【3】拋出點(diǎn)未知時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法1.（2020江蘇南京）圖示為用頻閃攝影方法拍攝的研究物體做平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的照片，圖中A、B、C為三個(gè)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā)的小球．AA′為A球在光滑水平面上以速度v運(yùn)動(dòng)的軌跡；BB′為B球以速度v被水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡；CC′為C球自由下落的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過(guò)分析上述三條軌跡，你的結(jié)論是：_______________【答案】平拋運(yùn)動(dòng)的物體水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．【解析】由題，A球沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B球做平拋運(yùn)動(dòng)，C球做自由落體運(yùn)動(dòng)，通過(guò)對(duì)比看出，三個(gè)球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，所以說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)的物體水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．故答案為平拋運(yùn)動(dòng)的物體水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．2.（2022浙江寧波）小楊同學(xué)用平拋運(yùn)動(dòng)演示儀研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，如圖甲，A、B均為電磁鐵，C、D為相同的小鋼球，軌道末端有一光電門P，斷開(kāi)電磁鐵A開(kāi)關(guān)釋放C球，當(dāng)C球通過(guò)光電門時(shí)，電磁鐵B斷電，D球開(kāi)始下落，已知C球通過(guò)光電門時(shí)與D處在同一高度．（1）圖乙為某次實(shí)驗(yàn)抓拍的照片．多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小球C、D始終能在下落過(guò)程中相撞，該現(xiàn)象說(shuō)明________（2）雖然水平拋出點(diǎn)刻度未知，但該同學(xué)用相機(jī)連拍功能記錄小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的連續(xù)三個(gè)位置的橫縱坐標(biāo)如圖丙所示（單位：），由此可知連拍的時(shí)間間隔為_(kāi)_______s，小球平拋的初速度大小為_(kāi)_______【答案】①.平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)相同②.0.05③.0.9【解析】（1）小球C、D始終能在下落過(guò)程中相撞，即兩小球豎直方向的位移總是相同的，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)相同。（2）[2]豎直方向，兩段時(shí)間內(nèi)的位移，，根據(jù)豎直方向，解得連拍的時(shí)間間隔為；[3]小球水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，小球平拋的初速度大小3.（2020江蘇南京）①在用描點(diǎn)法做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，如圖讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確的描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，你認(rèn)為正確的選項(xiàng)有______A．通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B．每次必須由靜止釋放小球C．記錄小球經(jīng)過(guò)不同高度的位置時(shí)，每次必須嚴(yán)格地等距離下降D．將球經(jīng)過(guò)不同高度的位置記錄在紙上后取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線②某次實(shí)驗(yàn)畫出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中曲線，A、B、C是曲線上的三個(gè)點(diǎn)的位置，A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，得到如圖所示坐標(biāo)。取g=10m/s2。A到B的時(shí)間t=______s，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0=______m/s【答案】(1).AB(2).0.1(3).2【解析】①A．斜槽的末端保持水平，使得小球有水平初速度，故A正確。B．每次必須由靜止從同一高度下落，使得小球離開(kāi)時(shí)具有相同的速度，故B正確。C．記錄小球經(jīng)過(guò)不同高度的位置時(shí)，不需等距離下降，故C錯(cuò)誤。D．小球的運(yùn)行軌跡是平滑曲線，不能畫成折線，故D錯(cuò)誤。故選AB；②在豎直方向有，則有；速度為。4.（2020江蘇如皋中學(xué)）“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖甲所示，通過(guò)描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡．（1）下列做法合理的有____________．A．安裝斜槽軌道，使其末端水平B．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇C．每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放D．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接（2）實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測(cè)量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，下面y－x2圖像中能說(shuō)明小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是___________．（3）圖乙是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取兩個(gè)點(diǎn)A和B，測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)分別為y1=5.0cm，y2=20.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx=20cm，g取10m/s2，則平拋小球的初速度為_(kāi)______m/s，小球在B點(diǎn)的速度為_(kāi)______m/s．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】(1).AC(2).C(3).2.0(4).2.8【解析】(1)A．為了保證小球的初速度水平，安裝斜槽軌道時(shí)，斜槽末端必須保持水平，故A正確；BC．為了保證小球每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，故B錯(cuò)誤，C正確；D．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)要用平滑曲線連接，故D錯(cuò)誤。故選AC。(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有：得，可知y與x2圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，故選C。(3)根據(jù)得，根據(jù)得，則小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，B點(diǎn)豎直方向的速度為，所以B點(diǎn)速度為5.（2020浙江紹興）在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，采用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其簡(jiǎn)圖如圖2所示，水平拋出的小球落入接球槽中，通過(guò)復(fù)寫紙?jiān)诎准埳狭粝潞埸c(diǎn)。（1）下列說(shuō)法正確的是__________（多選）A.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)可以與豎直板相接觸B.固定斜槽時(shí)，必須保證斜槽末端切線水平C.在研究一條運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，小球每次都要從同一位置由靜止開(kāi)始釋放D.為了準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，必須用光滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來(lái)（2）實(shí)驗(yàn)中小球碰到接球槽會(huì)在復(fù)寫紙下面的白紙上留下相近的兩個(gè)點(diǎn)（如圖3所示），應(yīng)該取__________（選填“左邊”或“右邊”）的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量；（3）圖4是實(shí)驗(yàn)中小球從斜槽上不同位置下落獲得的兩條軌跡，圖線①所對(duì)應(yīng)的平拋運(yùn)動(dòng)的初速度__________（選填“較小”或“較大”），圖線②所對(duì)應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置__________（選填“較低”或“較高”）?！敬鸢浮?1).BC(2).左邊(3).較大(4).較低【解析】（1）[1]A．若小球運(yùn)動(dòng)中與豎直擋板接觸，會(huì)增加摩擦力，從而導(dǎo)致小球不是平拋運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．為了使小球離開(kāi)斜槽末端時(shí)速度水平從而能平拋，則斜槽末端切線水平，故B正確；C．為了描繪同一個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，必須使小球多次從斜槽末端飛出的初速度大小相同，則要從同一位置由靜止開(kāi)始釋放，故C正確；D．準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡時(shí)用光滑的曲線把大多數(shù)點(diǎn)連接起來(lái)，舍去誤差大的點(diǎn)；故D錯(cuò)誤；故選BC。（2）接球槽上的兩個(gè)點(diǎn)跡，左邊是平拋的落點(diǎn)，右邊的點(diǎn)是反彈后留下的點(diǎn)，故應(yīng)該取左側(cè)的點(diǎn)測(cè)量更準(zhǔn)確；（3）兩條平拋的軌跡，取相同的豎直高度，則平拋的時(shí)間相同，由可知，圖線①的水平位移長(zhǎng)，其初速度較大，需要從較高的位置滾下獲得較大初速度，則圖線②所對(duì)應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置較低。6.（2021廣東五校）用如圖（a）所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)，在如圖（b）所示的白紙上建立以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系（已知g=10m/s2）。（1）下列說(shuō)法正確的是________________。A.斜槽軌道必須光滑，且小球每次要從斜槽同一位置由靜止釋放B需調(diào)節(jié)斜槽，保證其末端水平C.需調(diào)節(jié)硬板，保證硬板在豎直平面內(nèi)D.本實(shí)驗(yàn)必需的器材還有刻度尺和秒表（2）在圖（b）中實(shí)驗(yàn)記錄到有一個(gè)位置明顯發(fā)生偏差的點(diǎn)，其產(chǎn)生的原因可能是：該次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球在斜槽釋放的位置與其它幾次相比偏________（“高”或“低”）。（3）根據(jù)圖（b）記錄的點(diǎn)可求得鋼球平拋的初速度大小為_(kāi)__________m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?BC②.低③.【解析】(1)A．為了保證小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，每次讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，斜槽軌道不一定需要光滑，故A錯(cuò)誤；BC．為保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，安裝斜槽時(shí)其末端切線必須水平，且讓小球出射方向與硬板平行，讓其在豎直面運(yùn)動(dòng)，故BC正確；D．小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以根據(jù)豎直位移求出，不需要秒表，故D錯(cuò)誤。故選BC。(2)由圖可知，第5個(gè)點(diǎn)明顯不到線上，水平方向的位移小了很多，是由于水平方向的初速度太小，所以原因是：小球從斜槽上滾下時(shí)的初始位置比其他幾次的位置偏低。(3)在豎直方向上，根據(jù)，得，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度7.（1）為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時(shí)A球被松開(kāi)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面；如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放，滑道2與光滑水平板連接，則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明______A.甲實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．B.乙實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.不能說(shuō)明上述規(guī)律中的任何一條D.甲、乙二個(gè)實(shí)驗(yàn)均能同時(shí)說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平、豎直方向上的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（2）關(guān)于“研究物體平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是______A.小球與斜槽之間有摩擦?xí)龃髮?shí)驗(yàn)誤差B.安裝斜槽時(shí)其末端切線應(yīng)水平C.小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開(kāi)始釋放D.小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度盡可能低一些．E.將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行F.在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O，作為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和所建坐標(biāo)系的原點(diǎn)（3）如圖丙，某同學(xué)在做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖丁所示的小球運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已標(biāo)出，則：（g取）①小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)_____m/s．②小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速度為_(kāi)_____m/s③拋出點(diǎn)坐標(biāo)______cmy=______cm．【答案】(1).AB(2).BCE(3).2(4).2.5(5).-10(6).-1.25【解析】(1)A、用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時(shí)A球被松開(kāi)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面，知B球豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與A球相同，即平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)．故A正確．B、把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，知1球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與2球相同，即平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．故B正確，C、D錯(cuò)誤；故選AB.(2)A、小球與斜槽之間有摩擦，不會(huì)影響小球做平拋運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B、研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)很關(guān)鍵的地方是要保證小球能夠水平飛出，只有水平飛出時(shí)小球才做平拋運(yùn)動(dòng)，則安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，斜槽末端切線必須水平的目的是為了保證小球飛出時(shí)初速度水平，故B正確；C、由于要記錄小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，必須重復(fù)多次，才能畫出幾個(gè)點(diǎn)，因此為了保證每次平拋的軌跡相同，所以要求小球每次從同一高度釋放，故C正確；D、小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度不能太低，故D錯(cuò)誤．E、根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知其運(yùn)動(dòng)軌跡在豎直平面內(nèi)，因此在實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)使用重錘線調(diào)整面板在