平拋運動實驗練習及答案(含三份專題練習)2017.5

平拋運動實驗練習及答案（含三份專題練習）（1）如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時B球松開，自由下落，A、B兩球同時開始運動。觀察到兩球同時落地，多次改變小球距地面的高度和打擊力度，重復(fù)實驗，觀察到兩球落地，這說明了小球A在豎直方向上的運動為自由落體運動。（2）如圖，將兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度處由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則將觀察到的現(xiàn)象是A、B兩個小球在水平面上相遇，改變釋放點的高度和上面滑道對地的高度，重復(fù)實驗，A、B兩球仍會在水平面上相遇，這說明平拋運動在水平方向上的分運動是勻速直線運動。21．[2014·安徽卷](18分)Ⅰ.圖1是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡．(1)以下是實驗過程中的一些做法，其中合理的有________．a(chǎn)．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平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．為描出小球的運動軌跡，描繪的點可以用折線連接(2)實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，圖2中yx2圖像能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是________．a(chǎn)bcd圖2圖3(3)圖3是某同學(xué)根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取三點A、B、C，測得A、B兩點豎直坐標y1為5.0cm，y2為45.0cm，A、B兩點水平間距Δx為40.0cm.則平拋小球的初速度v0為________m/s，若C點的豎直坐標y3為60.0cm，則小球在C點的速度vC為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2)．21．Ⅰ.D3(1)ac(2)c(3)2.04.0[解析]Ⅰ.本題考查“研究平拋物體的運動”實驗原理、理解能力與推理計算能力．(1)要保證初速度水平而且大小相等，必須從同一位置釋放，因此選項a、c正確．(2)根據(jù)平拋位移公式x＝v0t與y＝eq\f(1,2)gt2，可得y＝eq\f(gx2,2veq\o\al(2,0))，因此選項c正確．(3)將公式y(tǒng)＝eq\f(gx2,2veq\o\al(2,0))變形可得x＝eq\r(\f(2y,g))v0，AB水平距離Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(\f(2y2,g))－\r(\f(2y1,g))))v0，可得v0＝2.0m/s，C點豎直速度vy＝eq\r(2gy3)，根據(jù)速度合成可得vc＝eq\r(2gy3＋veq\o\al(2,0))＝4.0m/s.平拋運動訓(xùn)練1一.不定項選擇題1.平拋物體的運動規(guī)律可以概括為兩點：①水平方向做勻速運動；②豎直方向做自由落體運動.為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗，如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時B球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面.這個實驗（）A.只能說明上述規(guī)律中的第①條B.只能說明上述規(guī)律中的第②條C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條D.能同時說明上述兩條規(guī)律2.平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，在同一坐標系中作出兩分運動的v-t圖線，如圖所示.則以下說法正確的是（）A.圖線1表示水平分運動的v-t圖線B.圖線2表示豎直分運動的v-t圖線C.t1時刻物體的速度方向與初速度方向夾角為45°D.若圖線2傾角為θ,當?shù)刂亓铀俣葹間，則一定有tanθ=g3.在研究平拋物體的運動的實驗中，為了求平拋物體的初速度，需直接測的數(shù)據(jù)有（）A.小球開始滾下的高度B.小球在空中飛行的時間C.運動軌跡上某點P的水平坐標D.運動軌跡上某點P的豎直坐標4.如圖所示，在研究平拋運動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端（末端水平）時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落.改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時落地.該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后（）A.水平方向的分運動是勻速直線運動B.水平方向的分運動是勻加速直線運動C.豎直方向的分運動是自由落體運動D.豎直方向的分運動是勻速直線運動5.下列哪些因素會使“研究物體平拋運動”實驗的誤差增大（）A.小球與斜槽之間有摩擦B.安裝斜槽時其末端不水平C.建立坐標系時，以斜槽末端端口位置為坐標原點OyxABOyxABC6.如右圖所示是物體做平拋運動的x-y圖象,物體從O點拋出，A、B、C分別為其軌跡上的三點，A、B、C三點的水平距離相等，則A、B、C三點的豎直距離之比為（）的豎直速度為，，代入各式解得：8.答案：C解析：甲處于完全失重，所以沒支持力，所以就沒壓力和摩擦力二.填空題1.答案：22解析：由平拋運動公式可得：v0==m/s=2m/sB點的豎直坐標：yB=gt2=×10×()m=0.2mvB===m/s=2m/s.2.答案：1.01.5解析：（1）a→b→c,水平距離相等，則對應(yīng)相等的時間，設(shè)a→b,b→c，平拋運動時間均為T.則由Δx=v0TΔh=h2-h1=gT2得：T=0.1s，v0=1.0m/s.（2）據(jù)勻變速直線運動=v中時得：vby==m/s=1.5m/s.3.答案：（1）畫出三條兩兩之間等距離（Δx）的與y軸平行的豎線，分別與軌跡曲線交于A、B、C三點，過這三點各作一條垂直于y軸的線.測量A、B之間的豎直距離y1和A、C之間的豎直距離y2，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可算出初速.（如圖示）（2）刻度尺（3）Δx4.答案：（1）見解析（2）彈射器必須保持水平（3）應(yīng)測出彈丸下降的高度y和水平射程x（4）多次重復(fù)實驗測量水平射程x取平均值，以減小誤差（5）v0=x解析：根據(jù)研究平拋運動的實驗及平拋運動的原理，可知使彈丸做平拋運動，通過測量下落高度可求出時間，再測水平位移可求出其平拋的初速度.故（1）實驗示意圖應(yīng)如圖所示.（2）彈射器必須保持水平，以保證彈丸初速度沿水平方向.（3）應(yīng)測出彈丸下降的高度y和水平射程x，如圖所示.（4）在不改變高度y的條件下進行多次實驗測量水平射程x，得出水平射程x的平均值，以減小誤差.（5）因為y=gt2所以t=又x=v0·t，故v0==.5.答案：20.70m/s0.875m/s解析：從圖中所點位置特征可知，記錄小球位置的時間間隔是相同的，設(shè)為T，在豎直方向上，Δs=gT2=L，在水平方向上，v0==2，又小球經(jīng)過b點的豎直分速度vb⊥==,小球通過b點的速度為v==.6.答案：（1）看小球在末端是否滾動（2）重垂線（3）1∶3（4）坐標原點應(yīng)建立在水平槽口正上方球心處，而該同學(xué)卻錯誤地將坐標原點取在槽口處（5）xx(r為小球半徑）解析：（1）（2）略（3）豎直方向小球做初速度為0的勻加速直線運動，則兩相鄰相等時間內(nèi)的豎直位移之比為1∶3.（4）略（5）初速為零的勻加速直線運動，在第1和第2個相鄰相等時間內(nèi)位移之比為1∶3，任一點M的坐標為（x,y）,則y=gt2,v0t=x,故v0=x,因真正拋出點應(yīng)在球心處，故真實值為x（r為小球半徑）.平拋運動訓(xùn)練21.在做“研究平拋運動”實驗中，引起實驗誤差的原因是（）①安裝斜槽時，斜槽末端切線方向不水平②確定Oy軸時，沒有用重垂線③斜槽不是絕對光滑的，有一定摩擦④空氣阻力對小球運動有較大影響A.①③B.①②④C.③④D.②④2．如圖所示，兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D.調(diào)C、D高度，使AC＝BD，將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，P、Q從弧形軌道滾下，改變弧形軌道M的高度，再進行若干次實驗，經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)，P、Q兩球總是在水平面相遇．上述實驗說明()A．豎直方向的運動是自由落體運動B．豎直方向的運動是勻速直線運動C．水平方向的運動是勻速直線運動D．水平方向的運動是變速直線運動3．在做“研究平拋運動”實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是__________．A．游標卡尺B．秒表C．坐標紙 D．天平E．彈簧秤 F．重垂線實驗中，下列說法正確的是__________．A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道末端可以不水平D．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當多一些E．為了比較準確地描出小球運動的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點連接起來4、一個同學(xué)在《研究平拋物體的運動》實驗中，只畫出了如圖所示的一部分曲絡(luò)線，于是他在曲線上取水平距離相等的三點A、B、C，量得=0.2m。又量出它們之間的豎直距離分別為h1=0.1m，h2=0.2m，利用這些數(shù)據(jù)，可求得：（g=10m/s2）（1）物體拋出時的初速度為m/s；（2）物體經(jīng)過B時豎直分速度為m/s；（3）拋出點在A點上方高度為m處。5、如圖所示為一小球作平拋運動的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm，g=10m/s2，那么：⑴閃光頻率為Hz；⑵小球運動的初速度的大小是m/s；⑶小球經(jīng)過B點時的速度大小為m/s。6．在做“研究平拋運動”的實驗中，為了確定小球在不同時刻在空中所通過的位置，實驗時用了如圖所示的裝置．先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙．將該木板豎直立于水平地面上，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠離槽口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠離槽口平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C.若測得木板每次移動距離x＝10.00cm，A、B間距離y1＝5.02cm，B、C間距離y2＝14.82cm.請回答以下問題(g＝9.80m/s2)(1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放？__________.(2)根據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球初速度的表達式為v0＝__________.(用題中所給字母表示)(3)小球初速度的值為v0＝__________m/s.7、如圖所示，為一平拋物體運動的閃光照片示意圖，照片與實際大小相比縮小10倍.對照片中小球位置進行測量得：1與4閃光點豎直距離為1.5cm，4與7閃光點豎直距離為2.5cm，各閃光點之間水平距離均為0.5cm.則(1)小球拋出時的速度大小為多少?(2)驗證小球拋出點是否在閃光點1處，若不在，則拋出點距閃光點1的實際水平距離和豎直距離分別為多少?(空氣阻力不計，g＝10m/s2)平拋運動訓(xùn)練2答案1.B2.C3.CFAD4、21.50.01255、(1),(2),(3)m/s6.解析：(1)每次從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放小球，是為了使小球有相同的初速度．(2)根據(jù)平拋運動在水平方向上為勻速直線運動，則物體從A到B和從B到C運動時間相等，設(shè)為T；豎直方向由勻變速直線運動推論有：y2－y1＝gT2，且v0T＝x.解以上兩式得：v0＝xeq\r(\f(g,y2－y1)).(3)代入數(shù)據(jù)解得v0＝1.00m/s.答案：(1)為了保證小球每次做平拋運動的初速度相同(2)xeq\r(\f(g,y2－y1))(3)1.007、拋出點距1點水平位移為15cm，豎直位移為5cm.平拋運動訓(xùn)練31．在做“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是____．A．游標卡尺B．秒表C．坐標紙D．天平E.彈簧測力計F．重垂線2．安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是()A．保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小B．保證小球飛出時，初速度水平C．保證小球在空中運動的時間每次都相等D．保證小球運動的軌跡是一條拋物線3.在“研究平拋運動”實驗中,小球做平拋運動的坐標原點位置是（設(shè)小球半徑為r）（）A.斜槽口末端O點B.槽口O點上方r處C.槽口O點正前方r處D.槽口O點正上方2r處4.實驗中，下列說法正確的是______．A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道末端可以不水平D．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當多一些E．為了比較準確地描出小球運動的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點連接起來5.在做“研究平拋運動”實驗中，引起實驗誤差的原因是（）①安裝斜槽時，斜槽末端切線方向不水平②確定Oy軸時，沒有用重垂線③斜槽不是絕對光滑的，有一定摩擦④空氣阻力對小球運動有較大影響A.①③B.①②④C.③④D.②④3－86.如圖5－3－8所示，在研究平拋運動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端(末端水平)時，撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落．改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)當B球球心與處在軌道末端的A球的球心位于同一高度時，A、B兩球總是同時落地，該實驗現(xiàn)象說明了A球離開軌道后(3－8A．水平方向的分運動是勻速直線運動B．水平方向的分運動是勻加速直線運動C．豎直方向的分運動是自由落體運動D．豎直方向的分運動是勻速直線運動7．如圖5－3－9所示，兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D.調(diào)C、D高度，使AC＝BD，將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，P、Q從弧形軌道滾下，改變弧形軌道M的高度，再進行若干次實驗，經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)，P、Q兩球總是在水平面相遇．上述實驗說明()5-3－95-3－9B．豎直方向的運動是勻速直線運動C．水平方向的運動是勻速直線運動D．水平方向的運動是變速直線運動8.在“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)在建立直角坐標系時，有一處失誤，假設(shè)他在安裝實驗裝置和進行其他操作時準確無誤．圖4－5－5(1)觀察圖4－5－5可知，他的失誤之處是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)他根據(jù)記錄建立坐標系，運用教學(xué)實驗原理測得的平拋初速度值與其真實值相比________(選填“偏大”、“相等”或“偏小”)．9.在“探究平拋運動的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)只記錄了A、B、C三點，各點的坐標如圖4－5－6所示，則物體運動的初速度為__________m/s，開始平拋的初始位置的坐標為__________(單位為cm)．圖4－5－610.如圖4－5－7所示為研究小球的平拋運動時拍攝的閃光照片的一部分，其背景是邊長為5cm的小方格，重力加速度g取10m/s2.由圖可知：小球從A點運動到B點經(jīng)歷的時間________(填“小于”、“等于”或“大于”)從B點運動到C點經(jīng)歷的時間；照相機的閃光頻率為________Hz；小球拋出時的初速度大小為________m/s.圖4－5－711．試根據(jù)平拋運動的原理設(shè)計測量彈射器彈丸出射初速度的實驗方法．提供實驗器材：彈射器(含彈丸，如圖4－5－8所示)、鐵架臺(帶夾具)、刻度尺．圖4－5－8(1)畫出實驗示意圖．(2)在安裝彈射器時應(yīng)注意：________________.(3)實驗中需要測量的量(并在示意圖中用字母標出)：_____________________________.(4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實驗中應(yīng)采取的方法是____________________．(5)計算公式：__________________.12．某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗裝置，如圖4－5－9所示．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行了如下實驗步驟：圖4－5－9A．實驗前在白紙上畫一條直線，并在線上標出a、b、c三點，且ab＝bc，如圖4－5－10所示．量出ab長度L＝20.00cm.圖4－5－10B．讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板位置，使得鋼球正好擊中a點，記下此時木板與桌面的高度差h1＝h.C．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，記下此時木板與桌面的高度差h2＝h＋10.00cm.D．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，記下此時木板與桌面的高度差h3＝h＋30.00cm.則該同學(xué)由上述測量結(jié)果可得出鋼球做平拋運動的初速度的大小v0＝________m/s.鋼球擊中b點時其豎直分速度大小為vby＝________m/s.(已知重力加速度為g＝10m/s2，空氣阻力不計)13．某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗．實驗裝置示意圖如圖4－5－11甲所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽(圖4－5－11甲中P0P0′、P1P1′……)，槽間距離均為d.把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上．實驗時依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放．每打完一點后，把B板插入后一槽中并同時向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d.實驗得到小球在白紙上打下的若干痕跡點，如圖4－5－11乙所示．圖4－5－11(1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到____________．每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了__________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)在圖乙中繪出小球做平拋運動的軌跡．圖5－3－1214．在做“研究平拋運動”的實驗中，為了確定小球在不同時刻在空中所通過的位置，實驗時用了如圖5－3－12所示的裝置．先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙．將該木板豎直立于水平地面上，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠離槽口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B圖5－3－12若測得木板每次移動距離x＝10.00cm，A、B間距離y1＝5.02cm，B、C間距離y2＝14.82cm.請回答以下問題(g＝9.80m/s2)(1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放？__________.(2)根據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球初速度的表達式為v0＝__________.(用題中所給字母表示)(3)小球初速度的值為v0＝__________m/s.圖5－3－9AA’B’Byhx2x115.在“研究平拋物體的運動”的實驗中，某同學(xué)只在豎直板面上記下了重錘線y的方向，但忘記了平拋的初位置，在坐標紙上描出了一段曲線的軌跡，如圖5－3－9所示?，F(xiàn)在曲線上取A、B兩點，量出它們到y(tǒng)圖5－3－9AA’B’Byhx2x1。平拋運動訓(xùn)練3答案1．ACF實驗中需確定豎直方向，故選重垂線，而準確確定平拋小球的豎直位移和水平位移需選用坐標紙．為確定平拋拋出點，應(yīng)用游標卡尺測出小球直徑，斜槽末端上方小球半徑處即為拋出點．故還需A、C、F.2.B3.B4.為保證小球每次做平拋運動初速度相同，故A正確；而軌道是否光滑只影響平拋初速度大小，不影響每次平拋初速度都相同，故B錯誤；軌道末端只有水平才能使拋體運動時初速度方向水平，故C錯誤；記錄的點多一些，用平滑曲線連接各點而得到運動軌跡時誤差就小一些，故D正確，E錯．綜上可知選A、D.5.B6.C7.C8.解析：(1)由圖可以看出該同學(xué)錯誤地將坐標原點取在槽口處．坐標原點應(yīng)建立在小球飛離斜槽口時的小球重心處，即在槽口上方r(r為小球半徑)處．(2)由于坐標原點偏下，所以計算出的飛行時間t＝eq\r(\f(2y,g))偏小，而v0＝eq\f(x,t)應(yīng)比真實值偏大．9.解析：在豎直方向上，自開始相鄰的相同時間內(nèi)位移之比為1∶3∶5……，而圖中相同時間內(nèi)相鄰的兩段位移之比為3∶5，故初位置豎直方向的坐標為－5cm，對應(yīng)的橫坐標為－