2024-2025學(xué)年高中物理第五章曲線運動3實驗：研究平拋運動課后作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE7試驗：探討平拋運動eq\o(\s\up7(限時：45分鐘),\s\do5())一、單項選擇題1．在做“探討平拋運動”的試驗中，下列說法中錯誤的是(B)A．安裝斜槽和木板時，肯定要留意木板是否豎直B．安裝斜槽和木板時，只要留意小球不和木板發(fā)生摩擦即可C．每次試驗都要把小球從同一位置由靜止釋放D．試驗的目的是描出小球的運動軌跡，分析平拋運動的規(guī)律解析：安裝斜槽和木板時，木板要豎直，以保證描點精確，A正確，B錯誤；為保證小球每次做平拋運動的初速度相同，每次試驗都要把小球從同一位置由靜止釋放，C正確；試驗?zāi)康木褪荄項所述，故D正確．2．如圖所示，在粗糙水平桌面上用練習(xí)本做成一個斜面，使小鋼球從斜面上某一位置滾下，鋼球沿桌面飛出后做平拋運動．用刻度尺測出下列哪一組數(shù)據(jù)可以求出鋼球離開水平桌面時的速度(B)A．鋼球在練習(xí)本上滾下的距離、鋼球釋放點離桌面的高度B．水平桌面的高度、鋼球落地點與桌邊的水平距離C．鋼球釋放點離桌面的高度、鋼球在水平桌面上運動的距離D．鋼球釋放點離桌面的高度、鋼球落地點與桌邊的水平距離解析：鋼球沿桌面飛出后做平拋運動，依據(jù)平拋運動規(guī)律得y＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，聯(lián)立解得v0＝xeq\r(\f(g,2y))，故要求出鋼球離開水平桌面時的速度，需測量水平桌面的高度y、鋼球落地點與桌邊的水平距離x，B項正確．3.利用如圖所示的裝置探討平拋運動的特點，讓小球多次沿同一軌跡運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡，為了能較精確地描繪運動軌跡，下面說法不正確的是(B)A．通過調(diào)整使斜槽的末端保持水平B．每次釋放小球的位置必需不同C．每次必需在斜槽上的同一位置由靜止釋放小球D．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙(或坐標紙)相接觸解析：要使小球做平拋運動，斜槽軌道末端必需水平，A正確．要使小球每次拋出的初速度相等，釋放小球時必需在斜槽上同一位置由靜止釋放，B錯誤，C正確．小球離開軌道后，僅受重力作用，不能有摩擦，D正確．4．在“探究平拋運動的特點”的試驗中，為了求小球做平拋運動的初速度，需干脆測的數(shù)據(jù)有(重力加速度g已知)(C)①小球起先滾下的高度②小球在空中飛行的時間③運動軌跡上某點P的水平坐標④運動軌跡上某點P的豎直坐標A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：由平拋運動規(guī)律，豎直方向y＝eq\f(1,2)gt2，水平方向x＝v0t，因此v0＝xeq\r(\f(g,2y))，可見只要測得軌跡上某點P的水平坐標x和豎直坐標y，就可求出初速度v0，故C項正確．5．在做“探討平拋物體的運動”試驗時，坐標紙應(yīng)當固定在豎直的木板上，圖中所示坐標紙的固定狀況與斜槽末端的關(guān)系正確的是(C)解析：A圖中坐標紙偏右，斜槽末端沒有在坐標紙內(nèi)，A錯；B圖中坐標紙放得不豎直，B錯；C圖中坐標紙豎直，斜槽末端又在坐標紙內(nèi)，C正確；D圖中坐標紙偏下，斜槽末端沒有在坐標紙內(nèi)．二、多項選擇題6．在探討平拋運動的試驗中，槽口離地面的高度為h，測得小球離開槽口時的速度為v0，小球做平拋運動的水平位移為d，落地時間為t.當小球從高h＝0.45m處下落時得到的數(shù)據(jù)如表(a)所示，當小球從高h＝0.8m處下落時得到的數(shù)據(jù)如表(b)所示．表(a)v0/(m/s)0234d/m00.60.91.2t/s0.30.30.30.3表(b)v0/(m/s)024d/m00.81.6t/s0.40.40.4下列說法正確的是(ABC)A．從表(a)或表(b)中第一、三兩行數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是：在同一高度處以不同速度拋出的物體下落時間相同B．從表(a)或表(b)中第一、二兩行數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是：在同一高度處以不同速度拋出的物體，其水平位移與拋出的初速度成正比C．比較表(a)、表(b)的數(shù)據(jù)可以得出，槽口高度h不同，落地時間也不同D．比較表(a)、表(b)的數(shù)據(jù)不能得出平拋運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合運動解析：從題表中的數(shù)據(jù)可以得出平拋運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合運動．分析各選項可知，選項A、B、C正確．7．為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動，用如圖所示的裝置進行試驗．小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開，自由下落．關(guān)于該試驗，下列說法中正確的有(BC)A．兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B．兩球應(yīng)同時落地C．應(yīng)變更裝置的高度，多次試驗D．試驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動解析：本題考查平拋運動、運動的合成與分解等學(xué)問，意在考查考生的理解實力．依據(jù)合運動與分運動的等時性和獨立性特點可知，兩球應(yīng)同時落地，為減小試驗誤差，應(yīng)變更裝置的高度，多次做試驗，選項B、C正確；平拋運動的試驗與小球的質(zhì)量無關(guān)，選項A錯誤；此試驗只能說明A球在豎直方向做自由落體運動，選項D錯誤．8．數(shù)碼照相機大多具有攝像功能，每秒鐘大約能拍攝15幀照片．一同學(xué)用它拍攝小球從水平面上飛出后做平拋運動的幾張連續(xù)照片，下列處理方法中正確的是(BD)A．只要測出相鄰兩幀照片上小球的距離，就能推斷平拋運動的特點B．只要測出相鄰兩幀照片上小球的水平距離，就能推斷平拋運動在水平方向上的運動特點C．只要測出相鄰兩幀照片上小球的豎直距離，就能推斷平拋運動在水平方向上的運動特點D．只要測出相鄰兩幀照片上小球的豎直距離，就能推斷平拋運動在豎直方向上的運動特點解析：連續(xù)的照片之間的時間間隔可由題中數(shù)據(jù)算出，因此只需測量兩個方向上對應(yīng)的距離，即可探討兩個分運動的特點．選項B、D正確．三、非選擇題9．某物理愛好小組采納如圖所示的裝置深化探討平拋運動．A、B小球處于同一高度，M為A球中心初始時在水平地面上的投影．用小錘擊打彈性金屬片，使A球沿水平方向飛出，同時松開B球，B球自由下落.A球落到地面上的N點處，B球落到地面上的P點處．測得B球距地面的高度是1.225m，M、N兩點間的距離為1.500m，則B球落到P點的時間為0.5s，A球落地時的速度為5.7m/s.(忽視空氣阻力，g取9.8m/s2解析：B球做自由落體運動，依據(jù)自由落體運動規(guī)律可得h＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2h,g))＝0.5s．A球做平拋運動，運動的時間與B球相同，為t＝0.5s，A球水平方向的分速度為v0＝eq\f(x,t)＝eq\f(1.500,0.5)m/s＝3.0m/s，A球落地時豎直方向的分速度為vy＝gt＝9.8×0.5m/s＝4.9m/s，所以A球落地時的速度為v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))≈5.7m/s.10．某試驗小組同學(xué)在“探討平拋物體的運動”試驗中，只畫出了如圖所示的曲線，于是他在曲線上取水平距離Δx相等的三點A、B、C，量得Δx＝0.2m．又量出它們之間的豎直距離分別為h1＝0.1m，h2＝0.2m，(g＝10m/s2)利用這些數(shù)據(jù)，可求得：(1)物體拋出時的初速度為2m(2)物體經(jīng)過B時豎直分速度為1.5m(3)拋出點距B點的水平距離為0.3m，豎直距離為0.112_5解析：(1)由Δh＝gT2，得T＝0.1s，v0＝eq\f(Δx,T)＝2m/s.(2)vBy＝eq\f(h1＋h2,2T)＝1.5m/s.(3)拋出點距B點的時間t＝eq\f(vBy,g)＝0.15s則拋出點距B點的水平距離xB＝v0t＝0.3m豎直距離hB＝eq\f(1,2)gt2＝0.1125m.11.用如圖1所示裝置探討平拋運動．將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上．鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，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，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點．移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點．圖1(1)下列試驗條件必需滿意的有BD.A．斜槽軌道光滑B．斜槽軌道末段水平C．擋板高度等間距變更D．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球(2)為定量探討，建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標系．a(chǎn)．取平拋運動的起始點為坐標原點，將鋼球靜置于Q點，鋼球的球心(選填“最上端”“最下端”或者“球心”)對應(yīng)白紙上的位置即為原點；在確定y軸時須要(選填“須要”或者“不須要”)y軸與重垂線平行．圖2b．若遺漏記錄平拋軌跡的起始點，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，在軌跡上取A、B、C三點，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則eq\f(y1,y2)大于(選填“大于”“等于”或者“小于”)eq\f(1,3).可求得鋼球平拋的初速度大小為xeq\r(\f(g,y2－y1))(已知當?shù)刂亓铀俣葹間，結(jié)果用上述字母表示)．(3)為了得到平拋物體的運動軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是AB.A．從細管水平噴出穩(wěn)定的細水柱，拍攝照片，即可得到平拋運動軌跡B．用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平拋運動軌跡C．將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以肯定初速度水平拋出，將會在白紙上留下筆尖的平拋運動軌跡解析：(1)試驗中沒必要要求斜槽軌道光滑，因為本試驗是探討平拋運動，只須要每次試驗都能保證小球做相同的平拋運動，即每次試驗都要保證小球初速度水平且相同，因此選項A錯誤，選項B、D正確．擋板高度可以不等間距變更，故選項C錯誤．(2)a.因為鋼球側(cè)面在白紙上擠壓出的痕跡點與球心等高，故將鋼球靜置于Q點，鋼球的球心對應(yīng)白紙上的位置即為坐標原點(平拋運動的起始點)；在確定y軸時須要y軸與重垂線平行．b．由于平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，豎直方向上相鄰相等時間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶…，故兩相鄰相等時間內(nèi)的位移之比越來越大，因此eq\f(y1,y2)大于eq\f(1,3)；由y2－y1＝gT2，x＝v0T，聯(lián)立兩式解得v0＝xeq\r(\f(g,y2－y1)).(3)將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以肯定初速度水平拋出，由于鉛筆筆尖與筆尾受力不同，鉛筆將不能保持始終垂直于豎直的白紙板運動，而發(fā)生傾斜，所以不會在白紙上留下筆尖的平拋運動軌跡，故C錯誤．故選AB.12．某同學(xué)用圖甲所示裝置測定彈射器射出的彈丸的初速度，圖中斜面的傾角為37°，地面上放一張足夠大的上面覆蓋復(fù)寫紙的白紙，以斜面邊緣與底線的交點O為原點，沿斜面的兩條底線分別作出x、y軸(圖中已畫出)；將彈射器置于斜面上，使彈射器的出口與斜面的邊緣相齊，槍筒與邊緣垂直，按下開關(guān)則小球拋出在白紙上