高中物理 第5章 第3節(jié)實驗 研究平拋運動同步檢測 新人教版必修2

【成才之路】-學年高中物理第5章第3節(jié)實驗研究平拋運動同步檢測新人教版必修21．“在探究平拋物體的運動規(guī)律”實驗的裝置如圖所示，在實驗前應()A．將斜槽的末端切線調(diào)成水平B．將木板校準到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行C．在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O，作為小球做平拋運動的起點和所建坐標系的原點D．測出平拋小球的質(zhì)量答案：AB解析：根據(jù)平拋運動的特點及實驗要求知A、B正確。2．(1)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．彈簧測力計F．重垂線(2)實驗中，下列說法正確的是()A．應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．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些D．斜槽軌道末端可以不水平答案：(1)C、F(2)A、C解析：(1)實驗中需要在坐標紙上記錄小球的位置，描繪小球的運動軌跡，需要利用重垂線確定坐標軸的y軸。故C、F是需要的。(2)使小球從斜槽上同一位置滑下，才能保證每次的軌跡相同，A正確。斜槽沒必要必須光滑，只要能使小球滑出的初速度相同即可，B錯誤。實驗中記錄的點越多，軌跡越精確，C正確。斜槽末端必須水平，才能保證小球離開斜槽后做平拋運動，D錯誤。3．(濰坊市～學年高一下學期期中)三個同學根據(jù)不同的實驗條件，進行了探究平拋運動規(guī)律的實驗：(1)甲同學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)象應是________。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明____________________________。(3)丙同學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＝1.25cm，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＝9.8m/s2)答案：(1)平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動(2)P球擊中Q球平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動(3)3.57×10－20.7解析：甲圖是通過實驗來驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動。結(jié)論是：平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動。乙圖是通過實驗來驗證平拋運動的小球在水平方向上做勻速直線運動。現(xiàn)象為：P球擊中Q球。結(jié)論是：平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動。丙圖是對平拋運動的圖象進行分析處理的考查，且設(shè)置了一個陷阱：左上角不是平拋運動的起點。由豎直方向的位移之比為1∶2∶3，可判斷左上角的那點并不是拋出點，所以在求解時，不能用2L＝v0t和L＝eq\f(1,2)gt2直接得出答案。因為小球在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動。所以Δy＝gT2，即L＝gT2，T＝eq\r(\f(L,g))＝3.57×10－2s又因為2L＝v0T，解得v0＝2eq\r(gL)，代入L、g的值得v0＝0.7m/s。4．如圖甲所示是研究平拋運動的實驗裝置簡圖，圖乙是實驗后白紙上的軌跡圖。(1)說明圖中的兩條坐標軸是如何作出的。(2)說明判斷槽口的切線是否水平的方法。(3)實驗過程中需要經(jīng)多次釋放小球才能描繪出小球運動的軌跡，進行這一步驟時應注意什么？解析：(1)利用拴在槽口處的重垂線畫出y軸，x軸與y軸垂直，原點為小球在槽口末端時球心在白紙上的投影點。(2)將小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滾動，也不向外滾動，說明槽口的末端是水平的。(3)應注意每次小球都從軌道上同一位置由靜止釋放。能力提升1．如圖所示，是利用閃光照相研究平拋運動的示意圖。小球A由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當它恰好離開桌邊緣時，小球B也同時下落，閃光頻率為10Hz的閃光器拍攝的照片中B球有四個像，像間距離已在圖中標出，兩球恰在位置4相碰。則A球從離開桌面到和B球碰撞時經(jīng)過的時間為________s，A球離開桌面的速度為________m/s。(g＝10m/s2)。答案：0.31解析：∵h＝eq\f(1,2)gt2，∴t＝eq\r(\f(2h,g))＝0.3s，v0＝eq\f(x,t)＝1m/s.2．(揭陽一中～學年高一下學期期中)在做“研究平拋物體的運動”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＝9.8m/s2)①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)。②小球初速度的值為v0＝________m/s。答案：①xeq\r(\f(g,y2－y1))②1.00解析：由于每次移動距離x＝10.00cm，所以小球從打A點到打B點與從打B點到打C點的時間相同，設(shè)此時間為t。由于y2－y1＝gt2，且y1＝5.02cm，y2＝14.82cm，g＝9.8m/s2，所以t＝eq\r(\f(y2－y1,g))＝0.1s，故小球初速度v0＝eq\f(x,t)＝xeq\r(\f(g,y1－y1))＝1.00m/s。3．圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖。(1)實驗前應對實驗裝置反復調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線________。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋____________________________。(2)圖乙是正確實驗取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點，則此小球做平拋運動的初速度為________m/s。(3)在另一次實驗中將白紙換成方格紙，每小格的邊長L＝5cm，通過實驗，記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運動的初速度為_________________m/s；B點的豎直分速度為_________________m/s。答案：(1)水平，初速度相同(2)1.6m/s(3)1.5m/s2m/s解析：(2)方法一：取點(19.6,32.0)分析可得：0．196＝eq\f(1,2)×9.8×teq\o\al(2,1)0.32＝v0t1解得：v0＝1.6m/s。方法二：取點(44.1,48.0)分析可得：0．441＝eq\f(1,2)×9.8×teq\o\al(2,2)0.48＝v0t2解得：v0＝1.6m/s。(3)由圖可知，物體上A→B和由B→C所用的時間相等，且有：Δy＝gT2x＝v0T解得：v0＝1.5m/svBy＝eq\f(yAC,2T)＝2m/s。4．如圖所示為噴出細水流的數(shù)碼相片，照片中刻度尺的最小刻度為毫米，細水流是水平噴出的，試根據(jù)該照片研究：(1)已知水流做平拋運動的水平分運動是勻速直線運動，找出研究其豎直分運動的方法，并證明豎直分運動是自由落體運動；(2)若g＝10m/s2，試求水流噴出的速度。答案：(1)見解析(2)0.447m/s解析：(1)根據(jù)水平方向是勻速運動，可以按水平方向距離都等于2cm選取幾個點，發(fā)現(xiàn)這幾個點恰好落在坐標紙的交點上，如(2,1)、(4,4)、(6,9)等，可見在相等的時間間隔內(nèi)，豎直方向的位移之比恰好等于1∶3∶5，從而證明